Pflanzen nutzen Chlorophyll, um Sonnenlicht einzufangen und die Photosynthese anzukurbeln, einen entscheidenden Prozess auf unserem Planeten, der Lichtenergie in chemischen Brennstoff umwandelt und gleichzeitig Sauerstoff produziert. Diese entscheidende chemische Energie wird anschließend von Pflanzen, Algen und ausgewählten Bakterien genutzt, um Kohlendioxid und Wasser in Zucker umzuwandeln.
Jetzt ist Wissenschaftlern am Center for Research in Biological Chemistry and Molecular Materials (CiQUS) ein Durchbruch gelungen, indem sie nicht-native Photosensibilisatoren in Säugetierzellen integriert haben. Diese Entdeckung zeigt die Fähigkeit dieser Substanzen, auch grünes oder blaues Licht zu absorbieren und so künstliche chemische Reaktionen in zellulären Umgebungen auszulösen. Dieser innovative Ansatz wurde insbesondere zur Synthese von Indolen eingesetzt, chemischen Verbindungen mit bedeutenden biologischen Aktivitäten.
Solche Erkenntnisse unterstreichen die Machbarkeit der Nutzung von Licht zur Herstellung funktioneller molekularer Produkte, einschließlich fluoreszierender Varianten, in biologischen Umgebungen. Veröffentlicht im Zeitschrift der American Chemical Society (JACS)Das Studie markiert die bahnbrechende Demonstration des Knüpfens synthetischer chemischer Bindungen innerhalb von Zellen durch Photokatalyse.
Die Photokatalyse entwickelt sich zu einer transformativen chemischen Technologie mit weitreichenden sozioökonomischen Auswirkungen. Es ermöglicht die Nutzung von Licht als Energiequelle zur Aktivierung von Katalysatoren und zur Auslösung chemischer Umwandlungen und erleichtert so nachhaltige Synthesevorhaben.
„Die Beweise für den Einsatz dieser synthetischen Photokatalysetechnologien in biologischen Milieus läuten unserer Meinung nach eine neue Grenze an der Grenze der Chemie und Biologie ein“, bemerkt Professor José Luis Mascareñas, der die Forschung gemeinsam mit Dr. María Tomás Gamasa leitet. „Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass diese Technologien in absehbarer Zukunft neuartige Strategien zur präzisen Manipulation menschlicher Zellen enthüllen und so die Entwicklung innovativer therapeutischer Interventionen fördern werden.“
Dr. Sara Gutiérrez und Ph.D. Die Studentin Cinzia D’Avino leitete die experimentelle Arbeit, die vollständig am CiQUS durchgeführt wurde.
Mehr Informationen:
Cinzia D’Avino et al., Intrazelluläre Synthese von Indolen durch Photokatalyse mit sichtbarem Licht, Zeitschrift der American Chemical Society (2024). DOI: 10.1021/jacs.3c13647
Bereitgestellt vom Zentrum für Forschung in biologischer Chemie und molekularen Materialien (CiQUS)