Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • vsh25
  • mmif-2019
  • Vitacoin

Табак не для курения

Российские генетики вырастили светящийся в темноте табак

Дарья Спасская, N+1

Российские генетики впервые вырастили растения, которые могут светиться в темноте без добавления каких-либо веществ или облучения ультрафиолетом. Для этого в ростках табака Nicotiana tabacum пришлось экспрессировать четыре фермента из биосинтетического пути светящегося гриба, который та же команда ученых описала ранее. Препринт статьи с фотографиями и видео авторы выложили на bioRxiv (Mitiouchkina et al., Plants with self-sustained luminescence).

Биолюминесценция позволяет испускать видимый свет за счет окисления субстрата (люциферина) специальным ферментом люциферазой. Эта система есть у некоторых животных (таких как черви и насекомые) и грибов, но светящихся растений в природе не существует. Год назад мы рассказывали, как исследовательская группа из Института биоорганической химии РАН под руководством Ильи Ямпольского описала путь биосинтеза люциферина у светящегося гриба Neonotopanus nambi и идентифицировала ген, кодирующий грибную люциферазу. Оказалось, что грибной люциферин представляет собой производную кофейной кислоты — обычного метаболита растений.

В новой работе ученые из ИБХ РАН и компании Planta LLC вставили в геном растений табака (одного из любимых объектов генных инженеров) недостающие для биолюминесценции гены гриба — два фермента биосинтеза грибного люциферина (гиспидина) из кофейной кислоты, ген люциферазы и дополнительный фермент для превращения окисленного люциферина обратно в кофейную кислоту. По утверждению генетиков, свечение ГМ-растений видно в темноте невооруженным глазом, при этом никаких дополнительных веществ или условий для биолюминесценции не требуется. Свечение можно зафиксировать на «бытовую» фотокамеру с выдержкой, и даже на камеру хорошего смартфона.

Lucifer.jpg

Светящееся растение табака, снятое при умеренном освещении (a) и в темноте (b) на камеру смартфона Huawei P30 Pro с выдержкой 30 секунд. Рисунок из статьи в bioRxiv.

Судя по всему, «встроенная» люцифераза в растениях — удобный репортер для мониторинга множества биологических процессов. К примеру, авторы статьи показали, что свечение листьев усиливается при повреждении ткани и при действии растительных гормонов. Кроме того, это просто красиво. Пока что свечение довольно слабое, но теоретически его можно усилить за счет «тюнинга» экспрессии ферментов биосинтетического пути. Ученые также предполагают, что этот биосинтетический путь можно воссоздать и у животных, если дополнить его парой ферментов синтеза кофейной кислоты из аминокислоты тирозина.

Кроме биолюминесценции, живые организмы могут светиться за счет флуоресценции, то есть обратного излучения поглощенного света. Наиболее изученные и используемые в лабораториях флуорофоры — это флуоресцентные белки, например зеленый флуоресцентный белок (GFP) медузы. Чтобы увидеть флуоресценцию, ее надо сначала возбудить, как правило, ультрафиолетовым облучением. При этом для детекции биолюминесценции никакого дополнительного освещения не требуется, что делает описанную систему перспективным инструментом для исследований.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru


Читать статьи по темам:

генетически модифицированные растения Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Продукты с ГМО безопасны

Представитель Минздрава: «все ГМО, которые разрешены в Российской Федерации, безопасны для использования в пищу».

читать

Учите генетику!

Генетик Светлана Боринская – об антипрививочном движении и последних достижениях науки в борьбе с ВИЧ и раком.

читать

Моноклональные антитела: исследования и применение

Биолог Екатерина Шешукова – о моноклональных антителах и получении их из растений.

читать

Без бюрократии

Продукты, полученные с помощью технологии CRISPR и других методов, допустят на рынок без дополнительных проверок безопасности.

читать

Джинн в бутылке

Программа генетической модификации растений DARPA может использоваться для разработки нового типа биологического оружия.

читать