Генетики виростили тютюн, що світиться в темряві
Російські генетики вперше виростили рослини, які можуть світитися в темряві без додавання будь-яких речовин чи опромінення ультрафіолетом. Для цього в паростках тютюну Nicotiana tabacum довелося експресувати чотири ферменти з біосинтетичного шляху гриба який сітиться.
Біолюмінесценція дозволяє випускати видиме світло за рахунок окислення субстрату (люциферину) спеціальним ферментом люциферазою. Ця система є у деяких тварин (таких як черви і комахи) і грибів, але світяться рослин в природі не існує. Рік тому вже розповідали, як дослідницька група з Інституту біоорганічної хімії РАН під керівництвом Іллі Ямпільського описала шлях біосинтезу люциферина біля світного гриба Neonotopanus nambi і ідентифікувала ген, що кодує грибну люциферазу. Виявилося, що грибний люциферин являє собою похідну кавової кислоти — звичайного метаболіту рослин.
У новій роботі вчені з ИБХ РАН і компанії Planta LLC вставили в геном рослин тютюну (одного з улюблених об'єктів генних інженерів) відсутні для біолюмінесценції гени гриба — два ферменту біосинтезу грибного люциферина (гиспидина) з кавової кислоти, ген люциферази і додатковий фермент для перетворення окисленого люциферина назад в кавову кислоту. За твердженням генетиків, світіння ГМ-рослин видно в темряві неозброєним оком, при цьому ніяких додаткових речовин або умов для біолюмінесценції не потрібно. Світіння можна зафіксувати на «побутову» фотокамеру з витримкою, і навіть на камеру хорошого смартфона.
Судячи з усього, «вбудована» люцифераза в рослинах — зручний репортер для моніторингу безлічі біологічних процесів. Наприклад, автори статті показали, що світіння листя посилюється при пошкодженні тканини і при дії рослинних гормонів. Крім того, це просто красиво. Поки що світіння досить слабке, але теоретично його можна посилити за рахунок «тюнінгу» експресії ферментів біосинтетичного шляху. Вчені також припускають, що цей біосинтетичний шлях можна відтворити і у тварин, якщо доповнити його парою ферментів синтезу кавової кислоти з амінокислоти тирозину.
Крім біолюмінесценції, живі організми можуть світитися за рахунок флуоресценції, тобто зворотного випромінювання поглиненого світла. Найбільш вивчені і використовувані в лабораторіях флуорофори-це флуоресцентні білки, наприклад зелений флуоресцентний білок (GFP) медузи. Щоб побачити флуоресценцію, її треба спочатку порушити, як правило, ультрафіолетовим опроміненням. При цьому для детекції біолюмінесценції ніякого додаткового освітлення не потрібно, що робить описану систему перспективним інструментом для досліджень.
Також читайте:
- Фермер побудував найбільшу в Україні дахову сонячну електростанцію
- Аграрії півдня змушені відстрочити збирання врожаю
- Україна встановила новий рекорд з імпорту пальмової олії
- Представлені on-line інструменти для визначення класу пшениці за новим стандартом