Kutatók biolumineszcens gombagének felhasználásával létrehozták a sötétben legerősebben világító növényeket

A biolumineszcencia fénylővé teszi az óceánok mélyét, a strandokat éjszakai csodaországokká változtatja, és lehetővé teszi, hogy a szentj...

A biolumineszcencia fénylővé teszi az óceánok mélyét, a strandokat éjszakai csodaországokká változtatja, és lehetővé teszi, hogy a szentjánosbogarak éjszakánként világítsanak, ám a növények soha nem tettek szert saját maguktól erre a képességre.

A biolumineszcens szentjánosbogár gének növényeknek történő átadása a transzgenikus technológiák korai demonstrációja volt, ám egy új bejelentés azt ígéri, hogy sikerült messze meghaladni ezeket a rövid élettartamú fényeket.

A baktériumokból származó biolumineszcens gének termékei toxikusnak bizonyultak, amikor bejuttatták a növényekbe, és a szentjánosbogár fénye sem tartott sokáig.

A Nature Biotechnology folyóiratban megjelent kutatás szerint biolumineszcens gombákból származó géneket ültettek be módosított dohánynövényekbe, melyek hasonló jellemzőkkel rendelkeznek, mint vad társaik, kivéve a 12 százalékkal nagyobb növekedést, és a ragyogást, amely a növények egész életén át kitart. (1)

"Harminc évvel ezelőtt segítettem létrehozni az első lumineszcens növényt egy szentjánosbogarakból származó gén felhasználásával," - mondta Dr. Keith Wood egy nyilatkozatában. (2)

"Ezek az új növények sokkal fényesebb és egyenletesebb ragyogást eredményeznek, amely teljes mértékben megtestesül a genetikai kódjukban." Wood a Light Bio vállalat vezérigazgatója, amely olyan dekoratív szobanövények értékesítését tervezi, amelyek lehetővé teszik, hogy az ember megtalálja az utat sötétben.

A lakosság számára történő értékesítés adta az ötlet kereskedelmi hajtóerejét, akik azt szeretnék, ha a házuk úgy nézne ki, mint az Avatár film erdői, de ezen növényeknek tudományos előnyei is vannak.

A fluoreszkáló medúzafehérje felfedezése Nobel-díjat nyert, amely lehetővé tette a tudósok számára, hogy azonosítsák, mely gének aktiválódnak egy adott időpontban. Az intenzívebb és tartósabb ragyogás tovább ösztönözheti a botanikusokat, lehetővé téve számukra a növényi aktivitás megfigyelését korábban lehetetlen módon, ideértve az azonnali egészségügyi ellenőrzést is.

A szerzők azt találták, hogy a növények akkor ragyognak a legjobban, ha gyorsan növekednek, és a fénykibocsátás etilén jelenlétében megnövekszik - mint például az érett banánhéj esetében -, amely fokozza a gyümölcs érését.

A csapat nem várja el, hogy a városok lecseréljék az utcai lámpákat biolumineszcens fákra, ahogy azt több más kutatócsoport reméli. Nemcsak azért, mert valószínű, hogy az így létrejövő fény soha nem lesz elég világos ehhez, hanem azért is, mert a fény minden irányba terjed, különösen felfelé, ami nagymértékben növeli a fényszennyeződést és akadályozza képességünket a csillagok megfigyelésében. Az éjszakai klubok viszont biztosan szeretni fogják, mint beltéri dekorációt.

Ha csupán egyetlen gén mozgatására lenne szükség ahhoz, hogy a növények fénylővé váljanak, mint a legfényesebb gombák, akkor ezt az eredményt évtizedekkel ezelőtt el lehetett volna érni. Ehelyett a kutatóknak meg kellett érteniük azt a komplex genetikát, amely lehetővé teszi egyes gombák számára, hogy a koffeinsavat prekurzor molekulává alakítsák, amely oxidációkor felszabadítja a fényt, mielőtt koffeinsavvá alakul. A ciklus négy különböző enzim bevonását igényli, amelyek mindegyikének génjeit át kell vinni.

A növények koffeinsavat használnak a lignin előállításához, amely a sejtfalak erősségét adja, tehát ha az enzimek már ott vannak, rengeteg anyag van, amivel dolgozhatnak.

A dohánynövényeket azért választották, mert genetikájuk jól megérthető (nem a sötétben világító cigaretta készítésének vágya miatt). Miután bizonyították az e téren elért sikert, a szerzők a forgalomba hozható növények felé fordultak, mivel a rózsa és a petunia virága különösen fényes ragyogást produkál.

(1) - https://www.nature.com/articles/s41587-020-0500-9
(2) - https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/ml