科學家改造出植物界“螢火蟲” 能在黑暗中自發光
2020年05月04日15:58

原標題:科學家改造出植物界“螢火蟲” 能在黑暗中自發光

中新網5月4日電 據台灣聯合新聞網報導,科學家利用生物技術,成功將發光蘑菇的基因移植到菸草植物上,讓植物在整個生命週期都能持續散發明亮的綠色可見光。

  據報導,生物發光是指生物體內發生化學反應,將化學能轉化為光能、進而自體發光的現象,大家最耳熟能詳的為螢火蟲。不過除螢火蟲外,生物發光現像其實在一些真菌、魚類、海洋無脊椎動物中也都存在。只是,過去通常會忽略,植物是否也能表現出這種特性。

科學家將發光蘑菇的基因移植到菸草植物上,讓植物在整個生命週期都能持續散發明亮的綠色可見光。 圖片來源:英國《每日郵報》官方“推特”截圖。

  目前,俄羅斯科學院生物有機化學研究所、奧地利科學技術研究院、倫敦醫學科學研究所與俄羅斯生物科技新創公司Planta合作,從一種發光蘑菇中提取特殊DNA,並將其植入菸草植物(生長迅速且遺傳基因簡單)中,發現經過基因改造的菸草植物在整個生命週期(種子、發芽、成熟到枯萎)中,根、莖、葉、花都能發出肉眼可見的綠光。

  事實上,蘑菇本身與植物沒什麼密切關係,關鍵在於被稱為咖啡酸(caffeic acid)的有機分子,所有植物都需要這種分子來製造細胞壁,而蘑菇中該分子涉及4種酶的代謝循環,來產生光。首先,2種酶將咖啡酸轉化為發光前驅物,然後透過第3種酶處理,變成能夠發射光子的氧化分子,第4種酶再將分子轉換回咖啡酸不斷循環。

  研究團隊將蘑菇特有的這4種酶轉移至菸草植物中,雖然過去科學家也曾結合螢火蟲體內酵素,設計出短暫發光的植物,但這次結合蘑菇DNA的植物亮度提高了10倍且持續性發光,同時還無需借助外部化學物質。

  報導稱,該技術突破將為科學家提供一種觀察植物內部運作的新方法,至於市場方面,也能應用在觀賞或裝飾植物用途,研究團隊報告他們目前正在試驗其他可發光的植物,包括長春花、矮牽牛和玫瑰。

  據悉,新論文發表在《自然-生物科技》(Nature Biotechnology)期刊上。

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