科学家改造出植物界“萤火虫” 能在黑暗中自发光

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  中新网5月4日电 据台湾联合新闻网报道,科学家利用生物技术,成功将发光蘑菇的基因移植到烟草植物上,让植物在整个生命周期都能持续散发明亮的绿色可见光。

  据报道,生物发光是指生物体内发生化学反应,将化学能转化为光能、进而自体发光的现象,大家最耳熟能详的为萤火虫。不过除萤火虫外,生物发光现象其实在一些真菌、鱼类、海洋无脊椎动物中也都存在。只是,过去通常会忽略,植物是否也能表现出这种特性。

科学家将发光蘑菇的基因移植到烟草植物上,让植物在整个生命周期都能持续散发明亮的绿色可见光。 图片来源:英国《每日邮报》官方“推特”截图。

  目前,俄罗斯科学院生物有机化学研究所、奥地利科学技术研究院、伦敦医学科学研究所与俄罗斯生物科技新创公司Planta合作,从一种发光蘑菇中提取特殊DNA,并将其植入烟草植物(生长迅速且遗传基因简单)中,发现经过基因改造的烟草植物在整个生命周期(种子、发芽、成熟到枯萎)中,根、茎、叶、花都能发出肉眼可见的绿光。

  事实上,蘑菇本身与植物没什么密切关系,关键在于被称为咖啡酸(caffeic acid)的有机分子,所有植物都需要这种分子来制造细胞壁,而蘑菇中该分子涉及4种酶的代谢循环,来产生光。首先,2种酶将咖啡酸转化为发光前驱物,然后透过第3种酶处理,变成能够发射光子的氧化分子,第4种酶再将分子转换回咖啡酸不断循环。

  研究团队将蘑菇特有的这4种酶转移至烟草植物中,虽然过去科学家也曾结合萤火虫体内酵素,设计出短暂发光的植物,但这次结合蘑菇DNA的植物亮度提高了10倍且持续性发光,同时还无需借助外部化学物质。

  报道称,该技术突破将为科学家提供一种观察植物内部运作的新方法,至于市场方面,也能应用在观赏或装饰植物用途,研究团队报告他们目前正在试验其他可发光的植物,包括长春花、矮牵牛和玫瑰。

  据悉,新论文发表在《自然-生物科技》(Nature Biotechnology)期刊上。

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