¿Alguna vez alguien trató de trasplantar cloroplastos en las células de los animales para que puedan alimentarse de forma independiente?

Hola,

algunos animales albergan cloroplasto, aunque han evolucionado por sí mismos y no han sido diseñados para hacerlo. Mi ejemplo favorito es la babosa de mar mencionada anteriormente, que roba cloroplastos de las algas en sus alimentos y los mantiene vivos por un tiempo, alojándolos como fuente de carbono orgánico. La simbiosis claramente vale la pena, y varios genes importantes para el mantenimiento del cloroplasto aparentemente ya se han transferido al genoma de la babosa (los cloroplastos tienen su propio genoma, sin embargo, generalmente son muy pequeños y se necesitan muchos genes para ejecutar un cloroplasto faltan, lo que significa que las proteínas correspondientes deben ser producidas por la célula huésped e importadas). Sin embargo, los cloroplastos no pueden satisfacer todas las demandas de energía de la babosa, que necesita continuar comiendo para compensar la diferencia.

Los trasplantes de cloroplastos ciertamente están mucho más allá de los niveles actuales de ingeniería genética. Para integrar un cloroplasto en una célula que no está adaptada para albergar uno, se necesitaría transferir cientos de genes: la mayoría de los organismos genéticamente modificados comerciales contienen solo uno o a veces dos genes adicionales, y lo que más sé de la investigación académica es la transferencia de decenas de genes, es decir, muy por debajo de lo que se requeriría para los trasplantes de cloroplastos.
Además, todos esos genes nuevos tendrían que integrarse en el sistema regulador de la nueva célula huésped para dar a la célula ‘control’ sobre el cloroplasto. No creo que nadie sepa lo suficiente sobre la regulación para poder hacer esto.

Finalmente, incluso si los cloroplastos pudieran transferirse a los animales, lamentablemente no nos permitiría funcionar solo con energía solar. La cantidad de energía que podría producirse al tener cloroplastos cubriendo su piel, incluso si estuviera corriendo desnudo todo el día a plena luz del sol, está muy por debajo de lo que el cuerpo quema en la misma cantidad de tiempo. Esta es la razón por la cual las plantas generalmente no se mueven mucho, sino que se tratan de hojas: maximizan el área disponible para atrapar la luz y minimizan la cantidad de energía que consumen.

Sin embargo, creo que esta idea de los trasplantes de cloroplasto aún podría tener valor: correr desnudo todo el tiempo no podría ser una experiencia interesante por derecho propio, ¡especialmente si todos tenemos pieles verdes!

Hola…

Hasta donde yo sé, no se han desarrollado tales células bacterianas o animales a escala industrial ya que el concepto no parece factible en este momento. La recolección de energía luminosa en biomoléculas complejas en las plantas está muy avanzada por la naturaleza, pero imitar a nivel artificial o transferir dicho fenómeno en las células animales es un gran desafío. La maquinaria de células animales no está adaptada a dicho proceso. Muchas células animales tienen un efecto adverso de la luz solar directa y muchas rechazarán dicho trasplante de orgánulos como extraño por el sistema inmune innato de las células.

Sin embargo, hay ciertas células animales, principalmente los protozoos que habitan en el agua, como el paramecio, han desarrollado orgánulos de recolección de luz para usarlos en reacciones bioquímicas complejas.

La investigación aún está en una etapa incipiente para transformar las células de mamíferos en células de recolección de luz. Aquí hay un artículo. Solo ve a través de eso. Espero eso ayude.

Journal of Cell Science

Buenas respuestas sobre los problemas con los animales que toman cloroplastos, pero es importante recordar que muchos otros organismos obtuvieron cloroplastos por endosimbiosis secundaria o incluso terciaria: robando cloroplastos de eucariotas fotosintéticos. La alga comúnmente utilizada por la babosa de mar, Vaucheria litorea , es una de ellas. Tanto él como sus parientes, los kelps y algas rocosas, las diatomeas y las algas doradas, descienden de un organismo que robó plastidios de una alga roja.

La endosimbiosis secundaria generalmente implica tomar una célula eucariota entera, no solo sus plastidios. De esa manera, los genes en el núcleo de la “célula robada” que son necesarios para la función del cloroplasto (y que provienen del genoma original del cloroplasto) todavía están disponibles. En los organismos que vemos hoy, todas las partes innecesarias se han perdido con el tiempo, por lo que hay un núcleo muy reducido (o ninguno), y ningún otro orgánulo de la célula robada, excepto por supuesto el cloroplasto. En algunos casos, la única evidencia clara de endosimbiosis secundaria son membranas adicionales (a menudo cuatro en lugar de dos) que representan la membrana plasmática de la célula eucariota ingerida y la membrana externa del cloroplasto.

La mejor evidencia es que la endosimbiosis primaria, la adquisición original de cloroplastos como cianobacterias capturadas, solo ocurrió una vez, en el antepasado de glaucófitos, algas rojas y plantas verdes. Todos los demás organismos fotosintéticos obtuvieron sus plástidos por endosimbiosis secundaria o terciaria.

Aquí hay algunas referencias de Wikipedia: Simbiogénesis (endosimbiosis secundaria), Cloroplasto (Endosimbiosis primaria, incluida una tabla que muestra qué grupos robaron qué cloroplastos).

Como no tenía idea de esto, pero suena interesante, busqué en Google la frase “insertar cloroplastos en las células animales” y encontré bastantes discusiones. Aquí hay uno: Insertar cloroplastos en células animales