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德國科學家正在利用光合作用的力量創造新的"呼吸"方式

作者:cnBeta

據外媒報道,陸生水兩栖蛙一生都有許多呼吸技能——通過鰓、肺和皮膚。現在,德國科學家已經開發出另一種通過将海藻引入蜻蜓血液中來提供氧氣的方法,使其能夠"呼吸"。根據10月13日發表在《iScience》雜志上的這項新研究,科學家們表示,該方法提供了足夠的氧氣,可以有效地拯救缺氧大腦中的神經元。

德國科學家正在利用光合作用的力量創造新的"呼吸"方式

慕尼黑大學的資深作者漢斯·斯特拉卡(Hans Straka)說:"海藻實際上會産生如此多的氧氣,如果你願意的話,它們可以使神經細胞恢複活力。對許多人來說,這可能聽起來像科幻小說,但畢竟,這隻是生物計劃和生物學原理的正确結合。"

斯特拉卡正在研究非洲爪(被稱為非洲爪子)大腦中消耗的氧氣量,他與一位植物學家進行了午餐交談,進而産生了将植物生理學與神經科學相結合的想法:使用光合作用為神經細胞提供氧氣。這個想法似乎并不牽強。在自然界中,藻類和諧地生活在海綿,珊瑚和海葵中,為它們提供氧氣甚至營養。為什麼它們不能像青蛙一樣為脊椎動物提供氧氣?

為了探索這種可能性,該團隊将綠色或藍藻注入了蜻蜓的心髒。随着每一次心跳,藻類會穿過血管,最終到達大腦,使半透明的氡變成亮綠色。這些飛蛾上的光促使兩種藻類将氧氣泵入附近的細胞。

在将藻類配置設定到大腦後,研究人員分離出氡的頭部,并将其放置在含有必需營養素的氧氣泡泡浴中,以維持細胞功能,使研究小組能夠監測神經活動和氧氣水準。當研究人員耗盡浴池中的氧氣時,神經停止了跳動并陷入沉默。然而,照亮飛蛾的頭部在15到20分鐘内重新啟動神經活動,大約是在沒有海藻的情況下用氧氣補充浴液的兩倍。複活的神經也表現得和氧氣耗盡之前一樣好,甚至更好,這表明研究人員的方法快速有效。

"我們已經成功地展示了這種方法的原理驗證明驗。它非常可靠和強大,在我看來,這是一種美麗的方式,"斯特拉卡說。"原則上工作并不意味着你可以在最後應用它,但這是開始其他研究的第一步。

德國科學家正在利用光合作用的力量創造新的"呼吸"方式

雖然研究人員認為,他們的發現有朝一日可能會為中風或缺氧引起的疾病帶來新的治療方法,例如水下和高海拔地區,但他們遠未準備好讓海藻進入人體血液。該團隊的下一步是看看注射的海藻是否可以在活蛾中存活并繼續産生氧氣,而不會引起對動物造成嚴重損害的免疫反應。

Straka還設想,他的研究将使其他使用單獨組織或器官的實驗室受益。引入産氧藻類可以幫助這些組織茁壯成長并提高其存活率,進而可能減少實驗中對活體動物的需求。

"你必須有新的想法和新的概念去探索;這是科學驅動它的方式之一,"斯特拉卡說。"如果你打開想法,突然之間,你可以在一個想法中看到所有的可能性。

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