Водоросли и цианобактерии смогли фотосинтезировать в крови головастиков и снабжать их мозг кислородом

Ученые из Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана провели эксперимент, в ходе которого в кровоток головастиков шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) вводились зеленые водоросли или цианобактерии для снабжения кислородом. Метод обеспечивает достаточное количество кислорода, чтобы эффективно спасать нейроны в мозгу головастиков, лишенных кислорода.

«Водоросли действительно производили столько кислорода, что они могли бы оживить нервные клетки, — говорит биолог Ханс Страка (Hans Straka). — Для многих это звучит как научная фантастика, но, в конце концов, это просто правильное сочетание биологических схем и биологических принципов». Известно, что кислород от живущих в организме симбионтов получают губки, кораллы и актинии. Чтобы проверить, возможно ли такое у позвоночных, исследователи вводили зеленые водоросли (Chlamydomonas reinhardtii) или цианобактерии (Synechocystis sp.) в сердца головастиков шпорцевой лягушки.

С током крови водоросли медленно продвигались по кровеносным сосудам и в конце концов достигли мозга, сделав полупрозрачного головастика ярко-зеленым. Яркий свет, направленный на головастиков, побудил как водоросли, так и цианобактерии к фотосинтезу, выделяемый при этом кислород попадал в соседние клетки.

После распределения водорослей по мозгу исследователи изолировали голову головастика и поместили ее в кислородную пузырьковую ванну с необходимыми питательными веществами, которые сохраняли функционирование клеток, позволяя им контролировать нервную активность и уровень кислорода. Когда ученые удалили из ванны кислород, активность нейронов прекратилась. Однако освещение головы головастика перезапустило нейронную активность в течение 15–20 минут, что примерно в два раза быстрее, чем наполнение ванны кислородом без водорослей. Оживленные нервы также работали так же или даже лучше, чем до кислородного истощения.

Хотя авторы думают, что их открытие может когда-нибудь привести к новым методам лечения состояний, вызванных инсультом или недостатком кислорода, но пока о запуске живых водорослей в кровеносную систему человека речь не идет. В первую очередь ученые намерены проверить, смогут ли введенные водоросли выжить внутри живых головастиков и продолжить производство кислорода, не вызывая иммунного ответа.

Исследование опубликовано в журнале iScience.