Ученые создали светящиеся растения табака

Ученые из Института биоорганической химии РАН вырастили растения табака, испускающие слабое зеленое свечение.
Ученые создали светящиеся растения табака

Науке известно множество живых организмов, способных светиться, однако растения в их перечень не входят. Нет ничего удивительного в том, что выведения биолюминесцентного растения стало своего рода вызовом для генетиков по всему миру. В 2017 году российские биотехнологи исследовали и описали то, как вьетнамские грибы N. nambi синтезируют люциферин – вещество, которое и наделяет гриб способностью светиться. Оказалось, что это вещество образуется из кофейной кислоты, которую в природе можно встретить в качестве продукта метаболизма растений.

Расшифровав генетический механизм, отвечающий за этот процесс, ученые встроили в геном табака N. tabacum гены гриба, кодирующие ферменты синтеза люциферина из кофейной кислоты. В результате они получили растения табака, которые светятся от 10 до 100 раз ярче предыдущих экспериментов, основанных на встраивании бактериальной люминесцентной системы в бактерии. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

Tatiana Mitiouchkina et al. / Nature Biotechnology, 2020

Поскольку кофейная кислота синтезируется во всех растениях, теоретически можно заставить светиться любой их вид. При этом опытные образцы показали, что свечение неоднородно: если листья светятся с интенсивностью примерно 20 миллиардов фотонов в секунду на квадратный сантиметр поверхности, то цветы – уже с интенсивностью 30 миллиардов фотонов в секунду. При этом яркость может изменяться в зависимости от факторов окружающей среды.

В интервью порталу N+1 генетик Илья Ямпольский отметил, что интенсивность свечения колеблется в зависимости от времени суток, возраста самого растения и стадии его жизненного цикла. Так, если лист отмирает, то перед своей «смертью» он вспыхивает, а затем гаснет окончательно.

youtube
Нажми и смотри

Светящиеся растения – это не просто стильный аксессуар для дизайна, но и весьма удобный инструмент изучения их внутренней биохимии. Самостоятельное свечение, сопровождающее физиологические процессы, позволит ученым заглянуть в области, ранее недоступные из-за природной плотности растительных тканей.