a estufa brilhante dos nossos sonhos ainda está muito longe, mas acabou de chegar um empurrão tentador mais perto.
os cientistas conceberam geneticamente uma planta com não apenas um brilho visível, mas um brilho auto-sustentável que dura a duração do ciclo de vida da planta.É uma melhoria de tirar o fôlego em plantas brilhantes anteriores. É mais brilhante do que plantas de tabaco geneticamente modificadas, e não precisa ser alimentado com produtos químicos para manter a luminescência. Além disso, a duração do brilho é muito mais longa do que as plantas brilhantes produzidas usando nanobiônicos vegetais.Claro, todos nós imediatamente pensamos num deslumbrante jardim noturno ao estilo Avatar, brilhando e brilhando na escuridão, e – mais para o futuro-reduzindo a nossa dependência da iluminação elétrica.Mas o verde brilhante também nos pode ajudar a compreender as próprias plantas – como funciona o seu metabolismo e como elas respondem ao mundo à sua volta.
a equipe trabalhou em duas espécies de plantas do tabaco. E, ao contrário de plantas brilhantes geneticamente modificadas, que usavam bactérias bioluminescentes ou DNA de firefly, estas plantas foram projetadas usando o DNA de fungos bioluminescentes.
“embora genes de bioluminescência bacteriana possam ser direcionados para plastídeos para engenharia de autoluminescência, é tecnicamente pesado e não produz luz suficiente”, os pesquisadores escreveram em seu artigo.
” o ciclo do ácido cafeico, que é uma via metabólica responsável pela luminescência nos fungos, foi recentemente caracterizado. Relatamos emissão de luz nas plantas Nicotiana tabacum e Nicotiana benthamiana sem a adição de qualquer substrato exógeno através da engenharia de genes de bioluminescência fúngica no genoma nuclear da planta.”
foi só no final de 2018, que uma equipe de pesquisadores, muitos dos quais trabalharam nesta pesquisa também) publicou um artigo sobre a biossíntese de fungos luciferina, os compostos que produzem um brilho luminescente fungos.
descobriram que estes fungos sintetizam luciferina a partir de um composto chamado ácido cafeico, trabalhado por quatro enzimas. Duas enzimas trabalham para transformar o ácido cafeico em um precursor luminescente; uma terceira enzima oxida este precursor para produzir um fóton. A quarta enzima converte então a molécula de volta ao ácido cafeico, que pode ser reciclado através do mesmo processo.
e é aqui que as coisas ficam interessantes – porque o ácido cafeico (sem relação com a cafeína) é encontrado em todas as plantas. É a chave para a biossíntese da lignina, o polímero de madeira que dá rigidez e força às paredes celulares das plantas.
a equipe argumentou que poderia, portanto, ser possível para as plantas geneticamente engenheiras reatribuir parte de seu ácido cafeico para a biossíntese da luciferina, como visto em fungos bioluminescentes.Eles misturaram as suas plantas de tabaco com quatro genes de fungos associados à bioluminescência, e cultivaram-nas cuidadosamente. E eles descobriram que as plantas brilhavam com uma luz visível a olho nu desde a plântula até a maturidade – sem qualquer custo aparente para a saúde da planta.
“o fenótipo global, o teor de clorofila e carotenóides, o tempo de floração e a germinação das sementes não diferiam do tabaco de tipo selvagem na estufa, com exceção de um aumento de 12% na altura mediana das plantas transgênicas”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.
” isto sugere que, ao contrário da expressão da bioluminescência bacteriana, a expressão do ciclo do ácido cafeico não é tóxica nas plantas e não impõe um fardo óbvio para o crescimento das plantas, pelo menos na estufa.”
eles descobriram que partes mais jovens da planta brilhavam mais intensamente, com as flores crescendo mais brilhante de todas. Estes produziram, segundo os pesquisadores, cerca de um bilhão de fótons por minuto. Isso não é o suficiente para ler, mas é brilhante o suficiente para ser claramente visível.Também é cerca de 10 vezes mais brilhante do que outras plantas brilhantes geneticamente modificadas, disseram os pesquisadores. Não é a planta mais brilhante produzida.; essa honra pertence ao agrião produzido por cientistas do MIT usando uma técnica chamada nanobiónica vegetal, que produziu um brilho de cerca de um trilião de fotões por segundo… mas durou apenas 3,5 horas.Este novo brilho auto-sustentável a longo prazo, que a equipa encontrou, poderia funcionar como um indicador de como as plantas responderam ao seu ambiente externo. Quando colocavam uma pele de banana nas proximidades, por exemplo, as plantas brilhavam mais intensamente em resposta ao etileno emitido.
as também observadas oscilações e ondas na luz, produzidas por processos metabólicos internos que são geralmente escondidos-sugerindo que esta pesquisa poderia ser uma maneira interessante de estudar a saúde vegetal.
“ao permitir a emissão de luz autônoma, processos dinâmicos em plantas podem ser monitorados, incluindo desenvolvimento e patogênese, respostas às condições ambientais e efeitos do tratamento químico”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.Estas capacidades de luminescência devem ser particularmente úteis para experiências com plantas cultivadas no solo, eliminando a necessidade de adição exógena de luciferina ou outros substratos.”
Enquanto isso, a equipe está trabalhando em expandir a pesquisa. Eles têm plantas com flores populares geneticamente modificadas, como periwinkles, petúnias e rosas. Eles também estão tentando produzir um brilho ainda mais brilhante, e cores diferentes. E eles estão pensando muito, muito maior.
“embora o ácido cafeico não seja nativo de animais, a luminescência autônoma também pode ser ativada em animais”, eles escreveram.Não seria algo assim?
a investigação foi publicada em Biotecnologia da natureza.