Światła życia

Światła życia

Roman Fishman
"Popular Mechanics" №3, 2018

Do roślinnych lamp stołowych, do drzewno-latarni i lasów, pełnych żywej bioluminescencji, prowadzi na kilka sposobów. I już zaczęliśmy się poruszać wzdłuż nich: światło jest widoczne nie tak daleko poza horyzontem.

Przede wszystkim jest piękne. Jest tu coś, co dotyka najgłębszych strun duszy – nic dziwnego, że świecące drzewa Awatara pozostawiają tak silne i długie wrażenie. Wreszcie jest to wygodne: rośliny samodzielnie wytwarzają energię, są doskonale przystosowane do warunków ulicznych i są przywracane w przypadku uszkodzenia. Nic dziwnego, że jest to startup Świecące roślinyktóry kilka lat temu szukał 65 tysięcy dolarów, aby stworzyć bioluminescencyjne rośliny, szybko zyskał prawie pół miliona. "To połączenie prostoty, fantastyczności i możliwości realizacji jest rzadkością" – wyjaśnia założyciel fundacji. Świecące rośliny Anthony Evans. – 99% osób uważa, że ​​tak się nie dzieje. W rzeczywistości jest to do pewnego stopnia fakt. "

Rzeczywiście, w przyrodzie istnieje wiele różnych systemów bioluminescencyjnych, które niezależnie rozwinęły się w bakteriach i grzybach, jamach jelitowych i stawonogach. Konieczne jest, aby taki system działał (zwykle zawiera on enzym lucyferazy i cząsteczki lucyferynowe niezbędne do jego działania) w roślinie i nie szkodził mu.Problem jest rozwiązywany stopniowo: gen lucyferazy świetlika został wprowadzony do roślin tytoniu w latach 80. W 2010 r. Biolodzy z Cambridge zdołali wykorzystać cały "świetlisty kompleks" świetlika, uzyskując stabilnie świecące bakterie GM. Powtarzanie pracy dla roślin – dla pozornie niepozornych, ale dobrze przebadanych genetyków trupy Rezuhovidka – i jechało do Anthony'ego Evansa.

Ścieżka genowa

Inne prace z 2010 roku dały zaufanie startupowi. W nim Aleksander Krichevsky opisał produkcję genetycznie modyfikowanych roślin tytoniu, których chloroplasty zawierają sześć genów "świetlistego" operonu luxowego bakterii. Krichevsky założył własną firmę, która sprzedaje pędy linii bioluminescencyjnej z nazwą, odnosząc się do drzew z tego samego "Avatar" – Starlight Avatar Celestine. Jest to jedyna świecąca roślina, którą można dziś kupić, chociaż nie wyróżnia ją żadna jasność, ani nawet witalność. Obiecuje się, że rośliny będą żyły przez 2-3 miesiące i "będą wyraźnie świecić w ciemności przez cały ten czas". Anthony Evans zdecydował, że może rozwiązać te problemy.

Specjaliści, jego obietnice wydawały się zbyt aroganckie, ale publiczność spodobała się temu pomysłowi.Rozpoczęcie kampanii zbierania funduszy na platformie Kickstarter, Evans obiecał wszystkim, którzy zainwestowali nasiona świecących rezuhovidki, gdy tylko zostaną otrzymane. Udany ruch pozwolił na przyciągnięcie ponad 480 tysięcy dolarów: pieniądze były wystarczające, a startup działał przez kilka lat, zanim Evans przyznał, że jego zespół nie był w stanie rozwiązać problemów technicznych. Przeniesienie całej grupy genów na prawe części chromosomów w jądrze tak złożonego organizmu wciąż nie jest możliwe.

Ścieżka nanocząstek

Inne podejście zostało znalezione w tym samym 2010 roku – pewnego dnia ta data zostanie podświetlona w historii tworzenia świetlistych roślin. Następnie Su Yanxun i jego koledzy z Centrum Badawczego RCAS na Tajwanie poszukiwali metod poprawy diod LED i zbadali zachowanie nanocząstek złota w postaci kulek z długimi igłami – coś takiego jak jeżowce o średnicy od 11 do 80 nm. Rezonans plazmonowy powstały na ich złożonej powierzchni umożliwia zwiększenie sygnału fluorescencji o rząd wielkości, w tym słabą naturalną luminescencję chlorofilu, wywołaną interakcją z fotonami o określonej długości fali.

Łatwiej jest dostarczyć nanocząsteczki do rośliny niż geny: tajwańscy fizycy po prostu umieszczają algi w roztworze na kilka dni.Gdy znaleźli się w klatce, złote jeże złapały fotony ultrafioletowe i ponownie je emitowały, powodując, że chlorofil emitował słabe czerwone światło. Pomysł pojawił się po drugiej stronie oceanu, w laboratorium Michaela Strano, znajdując nowy i, być może, najbardziej obiecujący sposób na uzyskanie roślin bioluminescencyjnych.

Ścieżka syntezy

Profesor z Massachusetts Institute of Technology, Michael Strano, jest przekonany o sukcesie nie mniejszym niż jego poprzednicy. "Naszym celem jest jednorazowe traktowanie młodego drzewka lub dorosłej rośliny, która będzie miała wpływ przez całe życie", powiedział, komentując zdjęcia świecących liści samicy gąsienicowej, krewniaka, który został rozdystrybuowany w Internecie. W końcu, jeśli ścieżka genów wymaga nowych roślin GM, nanocząstki są w stanie przeniknąć do drzew rosnących już wzdłuż bulwarów. A jeśli nie uda nam się przenieść samych genów, możemy uzbroić się w gotowy, bioluminescencyjny kompleks cząsteczek.

Demonstrując nowe podejście, Strano i jego współpracownicy namoczyli rośliny w roztworze nanocząstek zawierających lucyferazę i niezbędne substancje – lucyferynę i koenzym A. Gdy odczynniki uwalniano w liściach, postępowało utlenianie: zmieniając strukturę nanocząsteczek, naukowcy kontrolowali szybkość tego procesu i osiągali cztery godziny ciągłego promieniowania .Oczywiście drzewa nie mówią jeszcze o lampionach: 10-centymetrowy zakład wytwarza mniej niż 0,5 μW – o rząd wielkości mniej niż to, co jest potrzebne do czytania. Jednak naukowcy są pełni pewności, że nowa ścieżka doprowadzi ich do roślin, jasno świecących wszystkimi kolorami.

W rzeczywistości istnieje wiele systemów bioluminescencyjnych, a nie tak dawno temu biochemicy IBAS RAS zsyntetyzowali parę sztucznych analogów, których reakcjom towarzyszy emisja różnych kolorów. A jeśli zadanie przeniesienia kompleksu bioluminescencyjnego zostanie rozwiązane, będziemy mogli otrzymać na żywo urządzenia o niemal dowolnym odcieniu. Nocny las lśniący światłami zaćmienie obrazy Awatara, chociaż lampa biurkowa wykonana ze świetlistych liści z pewnością dotknie najgłębszych strun duszy.

Maxim Dubinny, Badacz, Laboratorium Biomolekularnej Spektroskopii NMR, IBCh RAS:

"Tworzenie autonomicznie bioluminescencyjnej rośliny lub zwierzęcia jest o wiele bardziej skomplikowanym zadaniem niż rozwój organizmów genetycznie modyfikowanych, o których obecnie jest mowa. W naszym zespole, pod przewodnictwem Ilyi Yampolsky, ten temat został odesłany kilka lat temu prawie z niepamięci.Ale teraz jesteśmy prawie gotowi, by zobaczyć nowe, jasne wyniki, o których nie powinniśmy mówić więcej, niż publikacje naukowe. Mogę tylko powiedzieć jedno: już świecą. "


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: