Российские ученые создали растение, которое умеет самостоятельно светиться в темноте. Это не просто красивое явление, разработка также может иметь практическое применение в науке.
Ученые Института биоорганической химии РАН впервые в России создали биолюминесцентный табак, который может самостоятельно светиться в темноте. Это не просто красивое явление, разработка также может иметь практическое применение в науке. Ученые смогут использовать свечение для наблюдения за внутренними процессами в растениях. Об этом сообщают РИА «Новости» со ссылкой на результаты исследования, опубликованы в журнале Nature Biotechnology.
Свечение живых организмов отмечалось еще античными авторами. Но глубокое изучение природы биолюминесценции (способности живых организмов светиться, достигаемая самостоятельно или с помощью симбионтов, то есть организмов, поддерживающих существование друг друга – прим. ред.) берёт своё начало в 1668 году. Тогда Роберт Бойль, крупнейший представитель пневмохимии, изучавший процессы горения, обнаружил сходство между процессами горения угля и свечением гнилушек. Бойль, используя построенный им вакуум-насос, продемонстрировал, что в обоих случаях свечение исчезает, если удалить кислород.
Дело в том, что в природе биолюминесценция встречается у тысяч разных видов живых организмов. Например, у медуз. Однако растения к ней не способны. В основе этого процесса лежит химическая реакция, в которой участвует вещество люциферин, а проводит эту реакцию специальный фермент — люцифераза. При этом ученые уже давно предпринимают попытки заставить растения светиться. Например, в 1980-е годы генетики встроили в геном табака ген люциферазы, но чтобы растение испускало хотя бы слабый свет, его было необходимо поливать «проявляющим» раствором с люциферином. В 2017 году ученые из Массачусетского технологического института встроили специальные наночастицы с биолюминесцентными компонентами в листья салата, которые позволили ему светиться в течение четырех часов.
Однако российским генетикам удалось создать растение, которое светится само по себе. Для этого исследователи из Института биоорганической химии РАН вставили в геном табака гены ферментов светящегося гриба Neonotopanus nambi. Эксперимент оказался удачным: зеленоватое свечение генномодифицированного растения хорошо видно в темноте невооруженным глазом, его даже можно снять на камеру телефона.
Известно, что растение светится непрерывно на протяжении всего жизненного цикла, с момента прорастания до цветения. Свечение постоянно меняется, может образовывать необычные узоры и волны на листьях, позволяя впервые наблюдать внутренние процессы, обычно скрытые от глаз. «Усиление свечения наблюдается через некоторое время после рассвета и сразу же при переходе к темноте, а если выключить свет на несколько дней, то "волны" свечения еще некоторое время продолжаются по внутренним "биологическим часам" растения. До разработки светящихся растений об изучении динамики метаболизма можно было только мечтать. Новая технология позволяет оценивать фенольный метаболизм в минутных интервалах времени и получать информацию о локализации процессов с точностью до миллиметров», — рассказал один из авторов исследования, директор Ботанического сада МГУ, доктор биологических наук Владимир Чуб.
По мнению исследователей, открытие может найти широкое применение в науке. Ученые смогут использовать свечение для наблюдения за внутренними процессами в растениях. Также оно может быть использовано для создания светящихся цветов, деревьев и других декоративных растений. Проектом предусмотрено создание коммерческого продукта, так что вполне возможно, что скоро светящиеся в темноте комнатные растения можно будет купить.
