Mezi těmi nejzásadnějšími objevy poslední dekády se počin mezinárodního týmu biotechnologů objeví jen stěží. Přesto jde o záležitost, která má zajímavé výsledky i hravé využití. Díky jejich badatelské práci si teď můžete pokládat rostliny tabáku v květináčích na noční stolek. Modifikované rostliny totiž svítí.
Takhle zkratkovitý popis „objevu“ patří přesně k těm, které jinak solidní vědce a badatele nesmírně dráždí. Proč? Pochopitelně, že se nepokoušeli vytvořit rostlinnou lampičku. Jejich výzkum o něčem takovém vůbec nebyl. Jen pravda, jedním z ne zcela zamýšlených výstupů jejich práce jsou rostliny, které teď svítí.
Jak k něčemu takovému došlo?
Záměrem výzkumného projektu bylo přesunout a integrovat část genové výbavy jedné rostliny do rostliny nepříbuzného druhu. Přesněji tedy, vzít geny odpovědné za bioluminiscenci od určitých druhů hub (jedovatých špiček druhu Neonothopanus nambi), a vpravit je do jinak velmi dobře zmapovaného genomu rostlin tabáku (Nicotiana tabacum).
)
Výsledek k nepřehlédnutí
Celý ten záměr se teoreticky opíral o to, že v genomu tabáku, jeho „vnitřní mapě“, se výzkumníci dobře orientují, a o úspěšnosti „zasazení“ té přenesené bioluminiscenční části na správné místo je vlastně snadné se přesvědčit. Protože pozitivní výsledek jde vidět tím, že se modifikovaná rostlina rozsvítí.
Takhle teoreticky to zní velmi snadně, ale lehké to ve skutečnosti vůbec nebylo. Protože navrhování nějakého nového biologického rysu - v tomto případě produkce světla – není jen o přesouvání těch správných genů, ale jejich integraci na správné místo v genomu.
Je to jako v hodinovém strojku, do kterého přidáte pár ozubených koleček navíc. Nestačí je přisypat do mechanismu, ale musí se zasadit na správná místa, aby se to celé fungovalo.
Houby mají s rostlinami společného jen pramálo. Ale je pravdou, že ona světelná emise hub se soustředí na tu samou organickou molekulu, jakou v rostliny tabáku využívají pro tvorbu ligninu, tedy a buněčných stěn.
Onou molekulou je tzv. CA, kterou známe (spíše z kosmetiky) jako kyselinu kávovou. A - aby to bylo ještě o něco složitější – umí produkovat světlo. Tedy pokud na ni správně zapůsobí čtyři další enzymy. Dva z nich přeměňují kyselinu kávovou na luminiscenční prekurzor, který je poté oxidován třetím enzymem za vzniku fotonu (a světla). Poslední enzym ze čtveřice přemění oxidovanou molekulu zpět na kyselinu kávovou, a tím se cyklus udržuje v chodu.
)
Složité vysvětlování si tím můžeme odškrtnout a biotechnologům můžeme pochválit inovativní přístup při řešení nelehkého úkolu. Genetikou proměnili fyziologii. Paráda. Ale to už jsme zpátky u rostlinek tabáku, které po téhle operaci svítí. Jak moc?
Záleží na obsahu chlorofylu a karotenoidů, době květu a klíčení semen. Obecně je ale to světlo desetkrát jasnější (a trvanlivější) než jiné geneticky upravené zářící rostliny. V praxi si tedy můžete představit světlo padesátky světlušek. Není to dost světla na večerní zašívání, ani na skládání puzzle. Ale na krátké čtení při „lampičce“ už by to asi stačilo.
Svítící rostliny mají potenciál
Zajímavostí je, že jas tohoto světla dokáží proměnit další podmínky v místě. Pokud například vedle svítícího tabáku odložíte banánovou slupku – zdroj etylenu – změní se světlo na jasnější. Do dalších etap výzkumu se počítá se zvýšením intenzity světelného toku i modifikacemi jeho barvy.
To už ale nebude tolik o biotechnologiích a genetice, jako spíš o komerčním využití a estetických vlastnostech produktu. Protože šetřit za energie tím, že si na večerní čtení posvítíte udržitelně, přírodně a bez elektřiny - pokojovou kytkou - to má něco do sebe.
Zdroj: Nature.com, Sci.News.com, ScienceAlert.com, Wikipedia.org
