東京大学，理化学研究所，東京理科大学，早稲田大学は，藻類の葉緑体を動物培養細胞に移植し，動物培養細胞内で光合成反応を検出することに成功した（ニュースリリース）。

今から12〜16億年前に，光合成細菌が動物細胞に共生した結果，藻類が出現，葉緑体が誕生したと言われている。動物細胞は葉緑体を異物として認識して消化するため，葉緑体を動物に移植することは困難だった。

研究グル―プは，原始的な藻類・シゾンから光合成活性を持つ葉緑体を単離することに成功し，その葉緑体をハムスターから作製された培養細胞・CHO細胞に取り込ませる方法を開発した。従来法は使わずに，CHO細胞の貪食作用を高めることで，葉緑体をCHO細胞に取り込ませることができた。

その結果，CHO細胞に最大45個の葉緑体を取り込ませることに成功した。葉緑体を取り込んだ場合もCHO細胞の増殖は阻害されず，正常に細胞分裂を行なった。また，蛍光レーザー顕微鏡解析や超解像顕微鏡で細胞断層像を撮影した結果，取り込まれた葉緑体はCHO細胞の細胞質に存在しており，その一部は細胞核の周りを取り囲むように配置していた。

CHO細胞内の葉緑体を詳細に解析するために，電子顕微鏡を用いた。その結果，単離された葉緑体は光合成に関与する酵素が配置されるチラコイド膜の構造が維持されていることが分かった。この葉緑体をCHO細胞に取り込ませると，葉緑体は膜に包まれた状態で細胞質に存在しており，取り込まれてから2日間は，チラコイド膜の構造が保持された。葉緑体がCHO細胞の細胞核の外膜に接触している様子やミトコンドリアに取り囲まれている様子も確認された。

そこで，マイクロメートルレベルの微小領域の光合成活性を測定できる顕微イメージング・パルス変調計測法を用いて，CHO細胞内に取り込まれた葉緑体の光合成活性を測定した。測定の結果，シゾン葉緑体はCHO細胞内に取り込まれてから2日間は光合成活性を保持していたが，4日目に入ると，その活性は著しく減少した。これは，チラコイド膜の構造が崩れるタイミングと一致している。

今回開発した葉緑体移植法により，動物細胞に2日間，光合成活性を持つ葉緑体を保持させることに成功した。さらに，移植した葉緑体が動物細胞内でより長く光合成活性を維持するための技術開発を進めている。また，今後は，移植した葉緑体から発生する酸素量や動物細胞内で固定される二酸化炭素量を，同位体標識法を用いて定量していく必要がある。

研究グループは，植物の能力を動物に付与したプラニマル細胞の創製を目指して研究を続けており，今回の葉緑体移植法の開発は，その突破口になるとしている。