sharov43 (sharov43) wrote,
sharov43
sharov43

Categories:

Российские ученые получили первые полноценно светящиеся растения

Российские ученые получили первые полноценно светящиеся растения

Генетикам удалось перенести люминесцентную систему грибов в клетки растений, получив ярко светящийся табак.

Биолюминесценция довольно широко распространена у грибов и морского планктона, но у настоящих растений в природе не встречается. Генетики пытаются создать их уже не первое десятилетие: такие растения могли бы, например, служить «живыми датчиками», реагируя на появление загрязнителей, или даже осветительными приборами, не требующими подключения к электросети.

К сожалению, пока такие растения оказываются недостаточно жизнеспособными, а яркость и продолжительность их свечения оставляют желать лучшего. Поэтому все более или менее успешные проекты создания «живых лампочек» и «живых датчиков» используют организмы попроще — грибы и бактерии. О новом серьезном успехе в этой области сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Biotechnology.

Знаменательную работу проделала большая команда российских ученых из Института биоорганической химии имени Шемякина и Овчинникова РАН совместно с коллегами из стартапа Planta LLC. По их словам, им удалось добиться на порядок более яркого и стабильного свечения, нежели у всех предыдущих аналогичных проектов. Для этого команды Карена Саркисяна и Ильи Ямпольского использовали обычные растения табака — и довольно необычную систему биолюминесценции, лишь недавно обнаруженную у грибов.

Некоторые базидиомицеты Neonothopanus светятся, проводя в своих клетках биохимические реакции с использованием кофейной кислоты. Для этого при посредничестве пары ферментов ее молекулы превращаются в люминесцентные молекулы-предшественницы, а затем, с помощью еще одного белка, могут окисляться с испусканием фотонов. Однако если для грибов кофейная кислота играет лишь узкоспециализированную роль, то у растений она служит прежде всего предшественником лигнина, ключевого полимера твердых клеточных стенок, поэтому встречается очень широко — у всех представителей царства.

Поэтому после того, как ученые модифицировали и перенесли гены «кофейной» биолюминесцентной системы в растения табака, те стали стабильно и без перерывов светиться зеленым светом, с пиком на длинах волн в 500-550 нанометров. Как и можно было бы ожидать, интенсивнее всего излучали активно растущие участки — переходная зона между стеблем и корнем, а также молодые побеги и почки, цветы и листья. «Взрослые» ткани понемногу гасли, но люминесценция продолжалась в более молодых участках на протяжении всей жизни экспериментальных растений. «Побочных эффектов» от таких нововведений не обнаружено.

Авторы использовали табак — один из классических модельных организмов, удобный в манипуляциях и быстрорастущий. Однако они уверены, что подобная технология может быть с успехом применена и для обычных домашних и садовых растений. Стартап Planta LLC планирует заняться коммерциализацией подобных продуктов.

https://naked-science.ru/article/biology/rossijskie-uchenye-poluchili-pervye-polnotsenno-svetyashhiesya-rasteniya

Статья в Nature Biotechnology (2020)

Plants with genetically encoded autoluminescence

https://www.nature.com/articles/s41587-020-0500-9

Статья в PNAS (свободный доступ), в ней описано создание системы биолюминесценции.

Genetically encodable bioluminescent system from fungi

Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Dec 11; 115(50): 12728–12732.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6294908/

Tags: ГМО, биоэкономика, медицина и биотехнология, научная истина
Subscribe

  • Как гуси Рим спасли, пока собаки спали

    На самой заре своего существования история Древнего Рима могла бы закончиться так толком и не начавшись. Только набирающий силу город, делающий…

  • Нам готовится новый февраль 1917

    Что роднит леваков и патриотов, кроме антипутинизма? Учеба в США. Не на биолога, химика, медика, а на журналиста, историка, философа. Про Сёмина…

  • Союз европейских демократий

    «7 июня 1939 г. в Берлине в торжественной обстановке глава МИД Латвии Мунтерс и руководитель внешнеполитического ведомства Германии…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments