Биология

Созданы стабильно светящиеся в темноте растения

Tatiana Mitiouchkina et al./Nature Biotechnology

Международная команда ученых создала растения, свечение которых видно невооруженным глазом. Они в десять раз ярче разработанных ранее аналогов. Разработчики планируют в скором времени начать продавать такие декоративные растения. О своей работе поддержанные грантом Российского научного фонда исследователи рассказали в журнале Nature Biotechnology.

«Ранее мы заметили, что в метаболизме биолюминесцентных грибов и обычных растений есть много общего, и решили попробовать перенести необходимую для свечения ДНК из грибов в растения. Нам удалось это сделать, и теперь мы впервые получили растения, который выдают устойчивый и яркий биолюминесцентный свет, — говорит один из исследователей, руководитель отдела биомолекулярной химии в Институте биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН Илья Ямпольский.

Такие светящиеся растения — не просто декоративное украшение. Это внутреннее свечение удобно использовать для наблюдения за внутренними процессами в растениях. В отличие от других широко используемых типов биолюминесценции, для поддержания стабильного свечения с помощью нового подхода не требуется никаких химических реагентов. Растения с грибной ДНК способны излучать свет непрерывно на протяжении всего жизненного цикла, с момента прорастания и до цветения.

По словам исследователей, растения способны создавать более миллиарда фотонов в минуту. Предыдущие попытки создать такие организмы включали внедрение в них генов светлячков. Но тогда свечение получилось слабым, так как растение имеет собственный метаболизм и системы, которые в корне отличны от тех, что имеются у светлячков. В новой работе ученые специально подобрали такие гены, которые хорошо встраиваются в метаболизм растений и могут органично функционировать в них.

Tatiana Mitiouchkina et al./Nature Biotechnology

Природная биолюминесценция плохо изучена. До недавнего времени полностью был расшифрован только механизм свечения бактерий. Чуть более года назад биологи смогли установить все компоненты, которые необходимы для биолюминесценции в грибах. Они впервые полностью расшифровали механизм свечения в сложном многоклеточном организме. Теперь эти принципы удалось использовать для переноса «светящихся» генов из грибов в растения. Зеленое свечение исходит от листьев, стеблей, корней и цветов, его видно невооруженным глазом, и можно заснять на обычные фотоаппараты и даже смартфоны.

Авторы исследования привили это свойство двум видам табака. Это удобные экспериментальные объекты, которые широко используются в генетике благодаря особенностям их генов и быстрого роста. Но, по словам авторов, перенести биолюминесцентное свечение от грибов можно и в другие растения. Другие ученые смогли продемонстрировать возможность привить эти свойства растениям других видов, включая барвинок, петунию и розу. В будущем можно ожидать создание еще более ярких организмов, в том числе таких, которые могли бы изменять яркость или цвет свечения в ответ на людей и окружение.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.