В 2017 году исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) объявили о важном прорыве в стремлении сделать реальными растения, которые будут светиться в темноте, однако их нанобионика растений заставила листья водяного кресса слабо светиться в темноте лишь в течение порядка 3,5 ч.
В прошлом месяце группа из 27 учёных опубликовала новаторское исследование, документирующее возможность генетически настроить практически любой вид растения и сделать его способным устойчиво светиться в темноте в течение всего жизненного цикла.
Вставив ДНК, полученную из биолюминесцентных грибов, в ДНК растений, они смогли создать растения, которые светятся на порядок ярче, чем это было возможно ранее.
фото: Planta LLC/YouTube
Проект был осуществлён международной группой учёных во главе с Кареном Саркисяном и Ильёй Ямпольским, и финансируется компанией "Планта", российским биотехнологическим стартапом. Хотя светящиеся растения и деревья, способные заменить уличные фонари, всё ещё являются фантазией, результаты, достигнутые 27 учёными, вскоре могут превратиться в коммерчески используемые декоративные растения.
Это достижение было вдохновлено одним из самых интригующих открытий прошлого года — "компоненту свечения", обеспечивающему устойчивую биолюминесценцию грибов.
И хотя грибы и растения технически не являются "родственниками", органическая молекула, производящая свет в грибах — кофейная кислота — также была найдена и в клеточных стенках большинства растений. Чтобы воспроизвести "грибное свечение" в растениях, учёным пришлось воспроизвести метаболический цикл с участием кофеиновой кислоты и четырёх ферментов.
фото: Planta LLC/YouTube
Согласно исследованию, опубликованному в научном журнале Nature Biotechnology, генетически модифицированные растения производят более миллиарда фотонов в минуту, достигая "свечения, видимого невооружённым глазом". С помощью обычных фотоаппаратов и даже смартфонов учёные зафиксировали приятное зелёное свечение, исходящее от листьев, стеблей, корней и цветков.
Учёные отметили, что "молодые побеги светятся ярче, а при увядании растения свечение ослабляется", добавив, что на интенсивность биолюминесценции растений также могут влиять такие внешние факторы, как, например, лежащий рядом банан: выделяемый банановой кожурой растительный гормон этилен усиливает свечение растения.
фото: Planta LLC/YouTube
Для этого конкретного эксперимента использовался табак — из-за особенностей генетики и быстрого роста. Учёные утверждают, что биолюминесценция также может быть применима и к другим растениям (в том числе, к барвинку, петунии и розе) и что в результате дальнейших экспериментов с растениями, скорее всего, можно будет достигнуть более яркого свечения.
Фанаты инопланетной флоры "Аватара" Джеймса Кэмерона будут счастливы услышать, что компания "Планта" и её сотрудники уже работают над другими свойствами растений, такими как изменение яркости или цвета свечения в качестве ответной реакции на людей или окружение.