При свете табака. В России создали биолюминесцентные растения для науки — и красоты

[ Версия для печати ]
Добавить в Facebook Добавить в Twitter Добавить в Вконтакте Добавить в Одноклассники
  [ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]
Jus
19.06.2021 - 09:50
Статус: Offline


Скарификатор перикарда

Регистрация: 30.05.06
Сообщений: 352689
16
В лаборатории биотехнологов из Института биоорганической химии РАН выросли растения табака, которые осветили все вокруг мягким зеленым светом. На очереди — петуния, затем орхидеи или розы. Один из создателей растений, Илья Ямпольский, рассказал N + 1, как скоро живые светильники появятся в продаже, достаточно ли их света для чтения и почему это не просто игрушка, а новый инструмент для научных исследований.

Как это работает?

Сам эффект называется «биолюминесценция» — это нетепловое свечение в живой системе. Светятся светлячки, некоторые глубоководные рыбы, грибы, бактерии. Свечение происходит благодаря окислению молекул люциферинов ферментом люциферазой. Всего известно около 40 биолюминесцентных систем, включающих семь различных типов люцифераз.



Светящихся растений в природе не бывает. Сделать их искусственно пытались и раньше: например, десять лет назад группа под руководством Александра Кричевского встроила бактериальную люминесцентную систему в растения, но сделать их достаточно яркими не получилось: оказалось сложно совместить прокариотическую биохимическую цепочку с эукариотами.

В 2017 году наша группа описала люминесцентную систему грибов. Мы изучили синтез люциферина во вьетнамском светящемся грибе Neonotopanus nambi и выяснили, что грибной люциферин — это 3-гидроксигиспидин, который образуется из кофейной кислоты, обычного метаболита растений, поэтому химический цикл назвали «циклом кофейной кислоты». Через год мы определили все гены, отвечающие за этот процесс, что открыло возможность воспроизвести его в других организмах.

Примерно полгода назад наша группа, в которую вошли ученые из ИБХ РАН, компаний Planta и «Биотрон», впервые получили светящееся растение: вставили в геном табака Nicotiana tabacum гены гриба, которые кодируют ферменты синтеза грибного люциферина (гиспидина) из кофейной кислоты, ген люциферазы и фермент для превращения окисленного люциферина обратно в кофейную кислоту. Растения, которые мы получили, светятся в 10-100 раз ярче «бактериальных». Теперь результаты эксперимента, который поддерживало «Сколково» и РНФ, опубликованы в Nature Biotechnology.

Кофейная кислота есть во всех растениях, поэтому светиться, в принципе, можно заставить любое.

Как ярко?

Разные части растений светятся с разной яркостью. Например, листья выращенных нами растений светились с интенсивностью около 20 миллиардов фотонов в минуту на квадратный сантиметр, а цветы — порядка 30 миллиардов.

При свете табака. В России создали биолюминесцентные растения для науки — и красоты
 
[^]
Jus
19.06.2021 - 09:51
Статус: Offline


Скарификатор перикарда

Регистрация: 30.05.06
Сообщений: 352689
В темной комнате такие растения позволяют видеть предметы вокруг, стены. После того, как глаза привыкнут к темноте, при таком свете можно даже разобрать текст.


Постоянно или нет?

Растения светятся все время, непрерывно, но яркость может колебаться. Они начинают светиться ярче, если, например, положить рядом банановую кожуру. Она выделяет этилен, растительный гормон, который, с одной стороны, угнетает рост растений, а с другой — способствует созреванию плодов.

Интенсивность свечения колеблется в зависимости от времени суток, пик яркости приходится примерно на середину ночи. Молодые побеги светятся ярче, старые тусклее. Ярко светятся цветы. А если листу пора умирать, там включается какая-то биохимия, и он вспыхивает перед тем, как погибнуть окончательно.

 
[^]
Jus
19.06.2021 - 09:51
Статус: Offline


Скарификатор перикарда

Регистрация: 30.05.06
Сообщений: 352689
Очень ярко светятся корни, особенно точки их ветвления. Если отрезать побег, на этом месте начинает вырастать новый, и это место тоже светится очень ярко. Срезанная часть растения будет светиться до тех пор, пока она не засохнет.


А можно заставить светиться деревья? А животных?
Грибная люминесцентная система — единственная, которая может работать во всех эукариотах, не только в растениях. Поэтому принципиальной границы здесь нет, мы можем заставить светиться и другие организмы. С деревьями работать сложнее, поскольку у них значительно больше срок жизни. В случае животных придется модифицировать саму систему, но непреодолимых препятствий тут нет.


Зачем нужны такие растения?

Это совершенно новый инструмент для ученых, он позволит узнать о биохимических процессах в растениях множество вещей, которые раньше были нам совершенно недоступны.

В животных это делают с помощью GFP — зеленого флуоресцентного белка. Ген GFP пришивается к какому-то биологическому процессу, который вы хотите изучить, а дальше вы сидите и ждете, когда он «загорится» под действием ультрафиолета. Засветился — значит белок экспрессируется и помеченная вами система работает.

С растениями этот метод не работает. Растительная ткань очень плотно пигментирована — там и хлорофилл, и каротиноиды, они все флуоресцируют. Если растительную ткань поместить под микроскоп, вы увидите поток флюоресценции, на фоне которого увидеть полезный сигнал почти невозможно.

Поэтому использовались не флуоресцентные репортеры, а люминесцентные — те, которые не «отсвечивают» в ответ на излучение, а светятся сами. Наблюдать за ними, соответственно, надо в темноте. Но поскольку растения сами не вырабатывают люциферин, его надо физически вводить туда, где он должен сработать. Это неудобно и дорого.
А «кофейная» система не требует никаких дополнительных опрыскиваний, поливаний, она работает сама по себе, поскольку встроена в растительный метаболизм. Ее достаточно «привязать» к нужному вам биохическому процессу, и затем просто наблюдать за тем, что происходит. Это, по большому счету, первая удобная репортерная система для растений, это своего рода растительный аналог GFP.

Потенциальных задач для такой системы очень много. Например, можно ее использовать для изучения реакций растений на стрессы — высокую температуру, высокую соленость, болезни, а потом с опорой на эти данные вывести устойчивые сорта. Десятки лабораторий со всего мира уже обратились к нам, запросили гены, семена — мы помогаем, отправляем им, например, готовые плазмиды.

Готового коммерческого продукта у нас нет. Но если к нам обратится компания, которая захочет выращивать такие растения на продажу, то они должны будут купить у нас лицензию.

Законно ли это в России?

Наши растения подпадают под регулирование, касающееся ГМ-организмов — но эксперименты с ГМ-растениями не запрещены, регулирование в основном касается выращивания модифицированных растений в открытом грунте.

При свете табака. В России создали биолюминесцентные растения для науки — и красоты
 
[^]
Jus
19.06.2021 - 09:52
Статус: Offline


Скарификатор перикарда

Регистрация: 30.05.06
Сообщений: 352689
Мы собираемся создать растения, которые смогут пройти все необходимые проверки и получить разрешение для продажи на рынке. Рассчитываем, что получение всех необходимых сертификатов и лицензий займет два-три года.


А купить такой росток можно?

Компания Planta не собирается продавать светящийся табак, мы сейчас работаем над получением светящихся разновидностей традиционных декоративных растений. Я не могу назвать их все, но скажу, что идет работа над розами, орхидеями, всего их около дюжины сортов. Первым светящимся растением на рынке будет, скорее всего, петуния, планируем начать продавать их уже через два года.

Мы хотим создать линейку растений и занять свои ниши во всех сегментах декоративных растений — от срезанных цветов до газонной травы и кустарников.

Текст подготовил Сергей Кузнецов

via
 
[^]
Kiryan4
19.06.2021 - 09:53
0
Статус: Online


Приколист

Регистрация: 22.10.07
Сообщений: 314
Джус извини... это не то что бы баян ... Мышей светящихся давненько выращивают tongue.gif не удивил cool.gif

Это сообщение отредактировал Kiryan4 - 19.06.2021 - 09:54
 
[^]
mrPitkin
19.06.2021 - 09:53
1
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 23.08.14
Сообщений: 33569
Вот бы коноплю сделали светящуюся, чтобы ночью натирать без палева на манагуа..
 
[^]
AntonioKiev
19.06.2021 - 09:53
0
Статус: Offline


Киевлянин

Регистрация: 22.12.17
Сообщений: 10351
Дайте пять. Хочу!
 
[^]
denisiuk
19.06.2021 - 09:54
2
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 8.11.08
Сообщений: 1393
Петунья которая светится? Она запахом прёт, а тут ещё и светится, дурдом)

Размещено через приложение ЯПлакалъ
 
[^]
AntonioKiev
19.06.2021 - 09:56
1
Статус: Offline


Киевлянин

Регистрация: 22.12.17
Сообщений: 10351
Цитата (denisiuk @ 19.06.2021 - 08:54)
Петунья которая светится? Она запахом прёт, а тут ещё и светится, дурдом)

Табачок - интереснее. И светится и курить можно. Хотя, даже с декоративной точки зрения - штука прикольная. Я бы купил ростков или семян, что там у них.
 
[^]
Bob54
19.06.2021 - 09:57
0
Статус: Offline


Весельчак

Регистрация: 27.08.16
Сообщений: 120
Светящийся табак... а курить его можно?
 
[^]
AntonioKiev
19.06.2021 - 09:58
-1
Статус: Offline


Киевлянин

Регистрация: 22.12.17
Сообщений: 10351
Цитата (Bob54 @ 19.06.2021 - 08:57)
Светящийся табак... а курить его можно?

Да! Но, неточно..
 
[^]
хуясенах
19.06.2021 - 10:00
1
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 20.02.19
Сообщений: 2632
Цитата (mrPitkin @ 19.06.2021 - 09:53)
Вот бы коноплю сделали светящуюся, чтобы ночью натирать без палева на манагуа..

Чего ты там натираешь на манагу? Натирают план....

А идея хорошая, вышел ночью в поле, светится - значит, она, родимая....
 
[^]
AntonioKiev
19.06.2021 - 10:01
-1
Статус: Offline


Киевлянин

Регистрация: 22.12.17
Сообщений: 10351
Цитата (хуясенах @ 19.06.2021 - 09:00)
Цитата (mrPitkin @ 19.06.2021 - 09:53)
Вот бы коноплю сделали светящуюся, чтобы ночью натирать без палева на манагуа..

Чего ты там натираешь на манагу? Натирают план....

А идея хорошая, вышел ночью в поле, светится - значит, она, родимая....

С дронов сразу засекать можно было бы.
 
[^]
СКОРПИОН71
19.06.2021 - 10:19
0
Статус: Online


Приколист

Регистрация: 17.11.19
Сообщений: 201
Кто то насмотрелся аватара, про светящийся лес?)))

 
[^]
Dinozauer
19.06.2021 - 10:28
0
Статус: Offline


Бредоносец

Регистрация: 12.01.15
Сообщений: 760
А может ну его, нахуй, ещё чутка и растения(овощеподобные представители расы людей не в счёт) обретут разум, и пиздец человечеству fear.gif
 
[^]
Biochemist
19.06.2021 - 10:38
0
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 7.09.11
Сообщений: 3206
Цитата (Kiryan4 @ 19.06.2021 - 09:53)
Джус извини... это не то что бы баян ... Мышей светящихся давненько выращивают tongue.gif не удивил cool.gif

Мыши какгбэ совсем не растения.
С растениями сложнее всё.
И в заметке про это в основном и говорится.
Другое дело, что ещё в 90-х читал, что бельгийцы практиковались со светящимися растениями вдоль дорог.
Возможно, тут светимость гораздо больше. Там и 30 лет прошло уже.
В целом же, растения куда как меньше млекопитающих исследованы. Сложно с ними.
 
[^]
Батарейкин
19.06.2021 - 10:42
0
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 26.06.12
Сообщений: 4285
Хм все это чудесно,но,свечение это когда электрон в атоме пинают на боле высокую орбиту,а он потом возвращается обратно и отдает энергию в виде кванта,то есть для того что бы растение светилось ему надо откуда то брать энергию дополнительную ну или сроком существования жертвовать что ли.
 
[^]
Батарейкин
19.06.2021 - 10:43
0
Статус: Offline


Ярила

Регистрация: 26.06.12
Сообщений: 4285
Цитата
В целом же, растения куда как меньше млекопитающих исследованы. Сложно с ними.

Быстро скуривают? biggrin.gif
 
[^]
WoTист
19.06.2021 - 15:06
1
Статус: Offline


Главный ассоцианизатор

Регистрация: 4.11.14
Сообщений: 1011
Где семена приобрести?

Размещено через приложение ЯПлакалъ
 
[^]
Понравился пост? Еще больше интересного в Телеграм-канале ЯПлакалъ!
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии. Авторизуйтесь, пожалуйста, или зарегистрируйтесь, если не зарегистрированы.
1 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей) Просмотры темы: 851
0 Пользователей:
[ ОТВЕТИТЬ ] [ НОВАЯ ТЕМА ]


 
 



Активные темы








Наверх