Мы собрали для вас несколько опубликованных научных работ, в которых ученые демонстрируют разные пути создать светящиеся растения.
Наука иногда находится на гране смелой фантазии и за это мы ее и любим. Есть нечто невероятно прекрасное в идее сияющих парков или настольной лампе-кактусе. Недаром светящиеся деревья «Аватара» оставили такое сильное впечатление. Наконец, это удобно: растения самостоятельно производят и добывают энергию, адаптируются, восстанавливаются при повреждениях и отличаются уникальной живучестью.
Первая попытка «зажечь» растение была предпринята в 1986 году, когда группа ученых из Университета Калифорнии смогла встроить в хлоропласты табака ген американского светлячка Photinus pyralis.
Все дело в том, что биолюминесценция встречается у грибов, животных и микроорганизмов, и ученые пытались повторить этот механизм у растений. Однако, чтобы зафиксировать свет в листьях, табак пришлось поливать растворами люциферина и нуклеотидом аденозинтрифосфатом. Простыми словами, его накачивали тем, что светится и тем, что дает энергию для свечения.
Продолжили их идею уже в 2010 году команды ученых из Кембриджа и Университета Нью Йорка. Им удалось понять механизм биолюминесценции и применив ген люциферазы светлячков получить стабильно светящиеся ГМ-бактерии. Вторым шагом стало присоединение к растению гена, отвечающего за выработку люциферина, ключевого соединения для биолюминесценции.
Хотя, «сияние» бактерий слишком сложно применить для растений, из-за большого количества промежуточных стадий, на сегодня все же можно купить светящееся растение. Ими занимается компания Александра Кричевского, предлагающая побеги биолюминесцентной линии — Starlight Avatar Celestine. Хотя они не отличаются ни яркостью, ни даже жизнестойкостью. Растения проживут 2−3 месяца и «будут различимо светиться в темноте в течение всего этого срока».
Следующая попытка принадлежит ученым из Университета Миннесоты под руководством Арджуна Хахара (Arjun Khakhar).
Они «встроили» в растения табака гены гриба Neonothopanus nambi, внедрив в метаболическую активность побегов так называемый цикл кофеиновой кислоты. Получившиеся трансгенные растения, излучают видимый, даже для камеры смартфона, зеленый свет, а главное, чувствую себя лучше и не страдают от модификации.
«А давайте наночастицы?» —сказал профессор Майкл Страно и произвел фурор в 2017, вымочив растения в растворе наночастиц, содержащих люциферазу и необходимые ей вещества — люциферин и кофермент А. Обычный крессалат, получив подпитку с наноконтейнерами, сиял как светодиод мощностью 0,5 мкВт в течение 4 часов.
Увидим ли мы светящиеся деревья, все еще не ясно. Но у человечества точно есть такая мечта. Не зря в 2019 стартап Glowing Plant, стремительно набрал почти полмиллиона. «Светящееся растение — уникальное сочетание простоты, фантастичности и реализуемости, — объяснил успех основатель Glowing Plant Энтони Эванс.