Nämä pimeässä hehkuvat kukat saavat puutarhasi näyttämään Avatarilta

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Scifi-unelma siitä, että puutarhat ja puistot loistaisivat jonain päivänä kuin Pandora, muukalainen kuu avatar, on vuosikymmeniä vanha. Varhaiset yritykset liittää geenejä kasveihin saadakseen ne hehkumaan juontavat juurensa 1980-luvulle, mutta kokeet säteilivät vähän valoa ja vaativat erikoisruokaa.

Sitten vuonna 2020 tiedemiehet tekivät läpimurron. Valoisten sienien geenien lisääminen tuotti kirkkaasti hehkuvia yksilöitä, jotka eivät vaatineet erityistä hoitoa. Tiimi on tarkentanut lähestymistapaa – viime kuussa he ovat lisänneet kasviensa luminesenssia jopa 100-kertaiseksi – ja perustaneet Light Bio -nimisen startup-yrityksen myydäkseen ne.

Light Bio sai USDA:n hyväksynnän syyskuussa ja tässä kuussa julkisti ensimmäinen jatkuvasti hehkuva kasvi, nimeltä Firefly petunia virallisesti ostettavissa Yhdysvalloissa. Petuniat näyttävät ja kasvavat kuin tavalliset serkkunsa – vihreät lehdet, valkoiset kukat – mutta auringonlaskun jälkeen ne hehkuvat lempeän vihreänä. Yritys on myi kasveja 29 dollarilla verkkosivuillaan ja sanoo, että 50,000 XNUMX sato toimitetaan huhtikuussa.

”Tämä on uskomaton saavutus synteettiselle biologialle. Light Bio tuo meidät harppauksin lähemmäksi solarpunk-unelmaamme asua Avatar's Pandorassa. Jason Kelly, Light Bio -kumppanin Ginkgo Bioworksin toimitusjohtaja ja toinen perustaja, sanoi lausunnossaan.

Hehku

Synteettisessä biologiassa hehkuvat kasvit ja eläimet ovat olleet katkottua vuosia. Tiedemiehet lisäävät usein geenin saadakseen organismin hehkumaan visuaalisena todisteena siitä, että jokin suunniteltu biologinen prosessi on tullut voimaan. Keith Wood, Light Bion perustaja ja toimitusjohtaja, oli a kasvien lähestymistavan edelläkävijä. Vuonna 1986 hän antoi tupakkakasveille tulikärpäsen geenin, joka tuottaa lusiferiinia, molekyyliä hyönteisten tunnushehkun takana. Ne kasvit hehkuivat heikosti, mutta tarvitsivat erityistä kasviravintoa polttoaineena kemialliseen reaktioon. Myöhemmin kokeiltiin bioluminesoivien bakteerien geenejä, mutta kasvit olivat yhtä himmeitä.

Sitten vuonna 2020, tiimi, johon kuuluvat Light Bion perustajat Karen Sarkisyan ja Ilia Yampolsky, kääntyi valosienen puoleen, Neonothopanus nambi. Sieni suorittaa kemiallisen reaktion, johon osallistuu kofeiinihappoa - molekyyliä, jota esiintyy myös kasveissa - tuottaakseen lusiferiinia ja valoa. Tiedemiehet liittivät niihin liittyvät geenit tupakkakasveihin ja havaitsivat, että kasvitkin hehkuivat, eikä lisäaineita tarvittu.

Myöhemmin he kokeilivat petunioiden geenejä, havaitsivat vaikutuksen olevan vieläkin selvempi ja alkoivat jalostaa työtään. Sisään paperi julkaistu Luontomenetelmät tammikuussa ryhmä lisäsi geenejä muista sienistä ja käytti suunnattua evoluutiota parantaakseen luminesenssia entisestään. Kokeiltuaan muutamilla geenikokoelmilla ne päätyivät yhdistelmään, joka toimi useissa lajeissa ja lisäsi merkittävästi kirkkautta.

Tästä eteenpäin he toivovat voivansa lisätä luminesenssia jopa 10-kertaiseksi, lisätä valikoimaan erilaisia värejä ja laajentaa toimintaansa erilaisiin kasvilajeihin.

Laboratoriosta olohuoneeseen

Kasvit ovat tieteellinen saavutus, mutta myös kaupallisen tuotteen luominen ja hyväksyminen on huomionarvoista. Aiemmat yritykset tarjota ihmisille hehkuvia kasveja, mukaan lukien suosittu 2013 Kickstarter, eivät toteutuneet.

Viime syksynä, USDA antoi Light Biolle luvan myydä tulikärpäspetunioitaan suurelle yleisölle. Hyväksynnässä todettiin, että kuvatut kasvit eivät aiheuta uusia riskejä maataloudelle verrattuna luonnossa esiintyviin petunioihin.

Jennifer Kuzma, North Carolina State Universityn geenitekniikan ja yhteiskuntakeskuksen johtaja, kertoi. Wired viime vuonna hän olisi halunnut USDA:n tekevän perusteellisemman arvion. Mutta tutkijat ottivat äskettäin yhteyttä luonto ei ilmaissut suuria huolenaiheita. Kasveja kasvatetaan suurelta osin sisätiloissa tai puutarhoissa, eikä niitä pidetä invasiivisina, mikä vähentää riskiä, että uudet geenit pääsisivät muihin lajeihin. Vaikka, kuten Kuzma totesi, tämä riski saattaa riippua siitä, kuinka monta on kasvanut ja missä ne juurtuvat.

Kotitalouksien vetovoiman lisäksi täällä toimiva järjestelmä voisi löytää tiensä myös maataloussovelluksiin. Diego Orzáez, espanjalainen kasvibiologi, laajentaa lusiferaasijärjestelmää muihin kasveihin. Hän kuvittelee, että tällaiset kasvit alkavat hehkua vasta, kun ne ovat vaikeuksissa, jolloin viljelijät voivat tehdä nopean visuaalisen arvion sadon terveydestä droneilla tai satelliiteilla.

Myös muut uudet geneettisesti muunnetut kasvit ovat tulossa tiellemme pian. Tästä kuusta lähtien puutarhurit voivat ostaa siemeniä bioteknoiduille violeteille tomaateille, joissa on runsaasti antioksidantteja. Toinen startup on kehittämässä a geenimuunneltu huonekasvi suodattamaan haitallisia kemikaaleja ilmasta. Ja Pairwise käyttää CRISPR:ää tehdä pehmeämpää lehtikaalia, siemenettömiä marjoja ja kivettömiä kirsikoita.

"Ihmisten reaktiot geneettisesti muunneltuihin kasveihin ovat monimutkaisia", sanoi Steven Burgess, kasvibiologi Illinoisin yliopiston Urbana-Champaignista. luonto. Se johtuu osittain yhteyksistä kiistanalaisten yritysten kanssa ja huolista siitä, mitä laitamme kehoomme. Uudet pimeässä hohtavat petuniat eivät ole suuren yrityksen tuotteita – todellakin, Sarkisyan sanoi Light Bio ei aio olla liian taisteleva, kun on kyse pistokkaiden jakamisesta – eivätkä ne ole ruokaakaan. Mutta ne ovat vakuuttavia.

"He kutsuvat ihmisiä kokemaan bioteknologiaa ihmeen paikasta", Drew Endy kertoi Wired. Suositun scifin loihtimisen lisäksi tällaiset esimerkit voivat ehkä esitellä laajemman yleisön synteettisen biologian mahdollisuuksiin ja riskeihin, käynnistää ajatuksia herättäviä keskusteluja ja auttaa ihmisiä päättämään itse, mihin rajat vetää.

Kuva pistetilanne: Light Bio