yelena1234 (yelena1234) wrote,
yelena1234
yelena1234

Categories:
  • Mood:

При свете табака

Многие живые организмы умеют светиться, то бишь способны к биолюминесценции – считается, что эта способность возникала в ходе эволюции больше сорока раз. Кто-то светится сам по себе, кто-то, как некоторые кальмары, пользуются чужим светом – биолюминесцирующими бактериями, с которыми удалось наладить симбиоз.


Светящееся растение табака. (Фото: Planta LLC)Открыть в полном размере

С молекулярно-биохимической точки зрения не все механизмы биолюминесценции мы знаем одинаково хорошо. Среди наиболее изученных – знаменитый зелёный флуоресцирующий белок из медузы Aequorea victoria и система люциферин-люцифераза: фермент люцифераза заставляет светиться вещество люциферин. В разных вариантах система люциферин-люцифераза есть у множества организмов, от бактерий до светлячков.

При этом есть целые группы организмов, которые светиться не умеют – например, растения. Им пришлось дожидаться триумфа генной инженерии, чтобы получить собственный свет. Впрочем, триумф случился не сразу. Первые попытки заставить растения светиться были предприняты в ещё в 80-е годы, когда растениям табака пересадили ген фермента люциферазы из светлячка. Такие растения светились недолго и лишь пока им давали люциферин. Позже, в 2010 году, появились растения табака, которым вмонтировали «световые» гены бактерий – такие растения светились слабо, свет от них можно было увидеть с помощью специального приспособления.

И вот сейчас в Nature Biotechnology вышла статья, в которой сотрудники Института биоорганической химии РАН, биотехнологической компании Планта и других научных центров России и Австрии описывают люминесцирующие растения, чей свет можно увидеть невооружённым глазом. На этот раз в растения табака пересадили гены светящихся грибов. Исследователи полностью расшифровали механизм свечения грибов – оказалось, что для свечения нужна кофейная кислота, которая проходит через четыре фермента. Кислота достраивается до более сложного люциферина, который затем окисляется с испусканием света и потом превращается обратно в кофейную кислоту. (На всякий случай уточним, что кофейная кислота и кофеин – два совершенно разных химических соединения.)

Кофейная кислота есть и в растениях: во-первых, она необходима для синтеза лигнина, который делает клеточные стенки прочными, во-вторых, она нужна для синтеза растительных пигментов, летучих соединений и антиоксидантов. Табаку пересадили грибные гены, отвечающие за биохимию «цикла света» – и растения засветились. У них засветились листья, стебля, корни и цветки, и засветились так, что это можно увидеть обычным глазом и снять на обычный смартфон.

И поскольку кофейная кислота нужна растениям для разных целей, то свечение и растительный метаболизм оказались тесно связаны – по свету можно судить о физиологическом состоянии растений и их реакцию на окружающую среду. Например, свет становится сильнее, если рядом с растением положить кожуру спелого банана – она выделяет растительный гормон этилен, который растения не могут не чувствовать. Молодые побеги, и в особенности цветы, светятся ярче. Свечение постоянно меняется, может образовывать необычные узоры и волны на листьях растения, позволяя впервые наблюдать внутренние процессы, обычно скрытые от глаз.

Так что светящиеся растения – это не только суперсовременный элемент дизайна и не только демонстрация возможностей генной инженерии. С их помощью мы сможем больше узнать о самых разных генетических, биохимических и физиологических процессах в растениях, от которых, в конечном счёте, зависит вся наша жизнь.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (РНФ).

По материалам пресс-службы РНФ.

Автор: Кирилл Стасевич
Tags: #яостаюсьдома, баловство, здоровье, наука
Subscribe
promo yelena1234 february 6, 2018 17:47 9
Buy for 30 tokens
Стихи для чтения вслух - Елена Глушко - Ridero Письменный стол на краю пропасти - Елена Глушко - Ridero Внеочередные басни - Елена Глушко - Ridero Счастливо тебе, детка - Елена Глушко - Ridero
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 9 comments