В поразительном новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, группа синтетических биологов под руководством Карена Саркисяна из Лаборатории медицинских наук MRC сообщила об открытии множества растительных ферментов — гиспидинсинтаз, которые могут выполнять наиболее сложную реакцию пути биолюминесценции.

Это открытие является важной вехой на пути к выяснению того, могут ли растения самостоятельно производить все молекулы, необходимые для излучения света. Это также означает, что свечение биолюминесцентных растений теперь может быть более тесно связано с их внутренней биологией.

Технология, описанная в статье, представляет собой гибридный путь , который соединяет недавно обнаруженные синтазы гиспидина растений с другими необходимыми ферментами биолюминесценции, обнаруженными в грибах. Этот гибридный путь позволяет раскрыть тонкие внутренние ритмы и динамику растений как постоянно меняющееся проявление живого света.

«Эта технология представляет собой готовый к использованию инструмент, позволяющий совершенно неинвазивно визуализировать практически любую молекулярную физиологию на уровне организма», — заявляет Саркисян. Его работа также показала, что один местный ген растения не только эффективно заменяет два гена грибов , но и ген растения заметно меньше и имеет более простые биологические потребности в люминесценции. Уменьшенный размер гена также повышает его удобство использования и гибкость, что делает его более адаптируемым для расширенных применений.

Это исследование спонсировалось Light Bio, компанией по синтетической биологии растений, соучредителем которой является Саркисян, которая стремится преобразовать отрасль садоводства с помощью красивых биотехнологических творений, таких как светящиеся растения. Первым продуктом, использующим путь, основанный на гиспидине, является Firefly Petunia, названная так потому, что ее яркие светоизлучающие цветочные бутоны напоминают светлячков.

Помимо достижений в эстетике, которые светящаяся растительность может предоставить любителям растений, фундаментальная наука предлагает глубокое понимание молекулярной физиологии растений. Обеспечивая непрерывный мониторинг реакции растений на различные стрессы, такие как стресс от засухи или нападения вредителей, технология может привести к значительному прогрессу в таких областях, как развитие сельскохозяйственных культур и устойчивость к болезням.

Путь биолюминесценции Саркисяна был воспроизведен у других видов, включая дрожжи и даже в клетках человека.

«Нам нравится выращивать наши биолюминесцентные петунии, они поистине волшебны. Но помимо эстетики, понимание того, как мы можем адаптировать самоподдерживающееся свечение для мониторинга прогрессирования заболевания и оказания помощи в скрининге кандидатов на лекарства, сделает эту технологию еще более эффективной», — говорит Саркисян.