Wetenschap
Onderzoekers synthetiseren nieuwe verbindingen in levende cellen met behulp van licht
Planten gebruiken chlorofyl om zonlicht op te vangen en de fotosynthese op gang te brengen, een cruciaal proces op onze planeet dat lichtenergie omzet in chemische brandstof en tegelijkertijd zuurstof produceert. Deze cruciale chemische energie wordt vervolgens gebruikt door planten, algen en bepaalde bacteriën om kooldioxide en water om te zetten in suikers.
Nu hebben wetenschappers van het Centrum voor Onderzoek in Biologische Chemie en Moleculaire Materialen (CiQUS) een doorbraak bereikt door niet-natieve fotosensitizers in zoogdiercellen te integreren. Deze onthulling toont het vermogen van deze stoffen aan om ook groen of blauw licht te absorberen, waardoor kunstmatige chemische reacties in cellulaire omgevingen worden veroorzaakt. Deze innovatieve aanpak is met name toegepast voor het synthetiseren van indolen, chemische verbindingen met aanzienlijke biologische activiteiten.
Dergelijke bevindingen onderstrepen de haalbaarheid van het gebruik van licht om functionele moleculaire producten, inclusief fluorescerende varianten, binnen biologische omgevingen te vervaardigen. Gepubliceerd in het Journal of the American Chemical Society (JACS) markeert deze studie de baanbrekende demonstratie van het smeden van synthetische chemische bindingen in cellen door middel van fotokatalyse.
Fotokatalyse komt naar voren als een transformerende chemische technologie met enorme sociaal-economische implicaties. Het maakt het gebruik van licht als energiebron mogelijk om katalysatoren te activeren en chemische transformaties op gang te brengen, waardoor duurzame synthetische inspanningen worden vergemakkelijkt.
"Het bewijs van het gebruik van deze synthetische fotokatalysetechnologieën binnen biologische milieus luidt volgens ons een nieuwe grens in op de grens van de chemie en biologie", merkt professor José Luis Mascareñas op, die samen met dr. María Tomás Gamasa het onderzoek leidt. "Bovendien verwachten we dat deze technologieën in de nabije toekomst nieuwe strategieën zullen onthullen voor het nauwkeurig manipuleren van menselijke cellen, waardoor de ontwikkeling van innovatieve therapeutische interventies zal worden bevorderd."
Dr. Sara Gutiérrez en Ph.D. studente Cinzia D'Avino leidde het experimentele werk, dat volledig bij CiQUS werd uitgevoerd.