Устойчивое свечение достигнуто в живых растениях
Учёные объявили в журнале Nature Biotechnology о создании растений, способных к автономному биолюминесцентному свечению, используя гены грибов. Это позволяет растениям светиться непрерывно на протяжении всего жизненного цикла.
Ключевые открытия
- Источник свечения: Использована ДНК, полученная из светящихся грибов. Этот тип биолюминесценции метаболически схож с естественными процессами в растениях и не требует добавления химических реагентов.
- Яркость: Растения светятся как минимум в 10 раз ярче, чем предыдущие аналоги. Они производят свыше миллиарда фотонов в минуту.
- Применение: Свечение можно использовать для наблюдения за внутренними процессами растений, а также в декоративных целях для создания светящихся цветов.
Как это работает
Свечение у грибов основано на органической молекуле кофейной кислоты, которая также присутствует в растениях как строительный блок лигнина (компонента клеточных стенок). Цикл свечения запускается четырьмя ферментами:
- Два фермента превращают кофейную кислоту в люминесцентный предшественник.
- Третий фермент окисляет его с испусканием фотона.
- Четвёртый фермент восстанавливает молекулу обратно в кофейную кислоту, замыкая цикл.
Практическое значение
- Индикатор метаболизма: Интенсивность свечения отражает физиологическое состояние растения. Например, оно резко усиливается рядом с кожурой спелого банана (источник этилена). Молодые части и цветки светятся ярче.
- Коммерциализация: Компания Light Bio в партнёрстве с Planta планирует коммерциализировать технологию для декоративных комнатных растений.
- Перспективы: Метод уже опробован на табаке, барвинке, петунии и розе. В будущем возможно создание ещё более ярких растений, меняющих свечение в ответ на окружающую среду.
Исследование проведено консорциумом учёных под руководством Карена Саркисяна и Ильи Ямпольского при участии Planta (Москва), Института биоорганической химии РАН, MRC London Institute of Medical Sciences и Institute of Science and Technology Austria. Финансирование обеспечили Planta, Фонд "Сколково" и Российский научный фонд.