研究:光合微生物能在蝌蚪的脑血管中产生氧气

生物学家在Ludwig-Maximilians-University慕尼黑已经开发出一种方法,让蝌蚪非洲爪蛙(非洲爪蟾蜍光滑的的)通过将绿藻或蓝藻引入血液中的血液来供应氧气来“呼吸”。该团队的方法提供足够的氧气来有效地拯救神经元在贫血蝌蚪的大脑中。

在非洲爪蟾蝌蚪中经心脏注射绿藻或蓝藻,使这些光合微生物分布在整个中枢神经系统中,导致大脑受到光照时氧浓度的增加;在次大气氧水平导致的大脑神经元活动普遍消失期间,绿藻和蓝藻能够在光照下可逆地、重复地重新启动尖刺活动,从而证明了这些微生物通过光合氧拯救大脑活动的能力。图片来源:Özugur等,doi: 10.1016/j.isci.2021.103158。

经心脏注射绿藻或蓝藻细菌非洲爪蟾蜍光滑的蝌蚪将这些光合微生物分布在整个中枢神经系统中,导致大脑在光照下氧气浓度随光照时间的增加而增加;在次大气氧水平导致的大脑神经元活动普遍消失期间,绿藻和蓝藻能够在光照下可逆地、重复地重新启动尖刺活动,从而证明了这些微生物通过光合氧拯救大脑活动的能力。图片来源:Ozugur, doi: 10.1016 / j.isci.2021.103158。

德国慕尼黑大学(ludwig - maximilian - Munich)生物系的研究员汉斯·斯特拉卡(Hans Straka)博士说:“藻类实际上产生了大量的氧气,如果你愿意的话,它们可以让神经细胞恢复生命。”德赢ac米兰官方区域合作伙伴

“对于许多人来说,听起来很像科幻小说,但毕竟,它只是生物计划和生物学原则的正确组合。”

在自然界中,海藻和谐地生活在海绵、珊瑚和海葵中,为它们提供氧气甚至营养物。

为什么不像青蛙脊椎动物?为了探索可能性,团队注射了绿藻(Chlamydomonas Reinhardtii.的)蓝藻(集胞藻属sp)。变成了非洲爪蛙的蝌蚪心脏。

用每次心跳,通过血管时藻类,最终达到大脑,转动半透明的蝌蚪鲜绿色。

照射在这些蝌蚪身上的光线促使这两种藻类向附近的细胞泵出氧气。

将藻类分配给大脑后,研究人员分离蝌蚪的头部,并将其放入氧气泡泡浴中,其基本营养素将保持细胞的功能,使它们能够监测神经活性和氧气水平。

当科学家从浴中耗尽氧气时,神经射击并沉默。

然而,照射蝌蚪头部后,在15到20分钟内神经活动就重新开始了,这比在没有海藻的情况下补充氧气要快两倍。

恢复神经也表现也比氧气耗尽甚至更好,表明该团队的方法是快速有效的。

“我们成功地证明了这种方法的原理实验。这种方法非常可靠和可靠,在我看来是一种很好的方法,”斯特拉卡博士说。

“原则上的工作并不意味着你最终可以应用它,但这是启动其他研究的第一步。”

虽然作者认为他们的发现可能有一天导致中风或稀缺环境诱导的条件的新疗法,例如水下和高海拔,藻类远非准备进入我们的血液循环。

他们的下一步是观察注入的藻类是否能在蝌蚪体内存活,并在不引起对动物造成严重破坏的免疫反应的情况下继续生产氧气。

“你必须有新的想法和新的概念来探索;这是科学的推动方式之一,“Straka博士说。

“如果你思想开放,仔细思考,突然之间,你就能从一个想法中看到所有的可能性。”

结果发表在杂志上iScience

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苏珊Ozugur。脑中的绿色氧气发电厂抢救神经元活动。iScience,在线发布于2021年10月13日;DOI:10.1016 / J.ISCI.2021.103158

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