Российские генетики вырастили табак, листья которого светятся в темноте
Для того, чтобы получать снимки растений и животных, на которых были бы видны их скелет и структура, ученые ранее придумали особые биолюминесцентные системы, позволяющие подсвечивать упомянутые элементы. Такие системы вводились в геном организма и были основаны на включении фермента люциферазы. Его вводили в виде сыворотки при поддержке некоторых веществ, активирующих работу молекулы после попадания в нужное место. В 2010 году произошел прорыв в области биологии, когда ученым удалось выделить для этих целей светящиеся генномодифицированные бактерии, подсвечивающие торакс светлячка. Эти бактерии стали основой для создания целой области биологии и генетики. В этом же году стартовал проект под руководством российских учёных, поясняющий способ получения растений табака, который мог бы светиться всеми листьями. По проекту это должно было произойти благодаря наличию шести особых генов фотобактерий в хлоропластах растения.
Спустя 9 лет, в 2019 году, российские генетики всё-таки добились успеха на этом поприще, вырастив табак, способный светиться в темноте. Разработка данного проекта происходила с использованием аналитического оборудования и не шла вразрез с изначальной задумкой, поскольку светимости удалось добиться в результате окисления люциферина с помощью люциферазы, фермента, катализирующего реакцию с образованием света. Такая система ранее уже была изучена у светящегося гриба рода Neonotopanus nambi. Ещё год назад ученым удалось идентифицировать ген, который кодирует люцифераза, представляющий собой не что иное, как метаболит под названием кофейная кислота. Для осуществления эксперимента с растением табака ученые использовали гены гриба, создающие эффект биолюминесценции. Выделенные из кофейной кислоты ферменты были дополнены особым веществом, способным вернуть окисленный люциферин в первозданное состояние, то есть обратно в кофейную кислоту. Грибные гены были встроены в геном табака, в результате чего растение получило возможность светиться, и это свечение можно видеть в темноте даже без использования какого-либо оборудования.
Ученые предполагают, что процесс встраивания люциферазы в геном живого существа поможет лучше понять биологические процессы множества растений — при повреждении тканей фермент активизируется, выделяя гораздо больше света. Таким образом, интенсивность свечения может свидетельствовать о негативных процессах, стартовавших в структуре растения. Подобный аналитический метод можно применить и на животных, однако для воссоздания биосинтетического пути требуется дополнить упомянутые ферменты рядом других веществ, полученных, в частности, из аминокислоты тирозина.
