Биосветильник: светящееся растение у вас дома
Вероятно, совсем скоро люди будут забавляться разными биологическими фокусами точно так же, как они сейчас играют с разными приложениями в своих мобильных гаджетах. Начало положено. Уже в конце этого года можно будет, пользуясь методами генной инженерии, самолично «собрать» у себя дома супертехнологичную игрушку - светящееся в темноте растение.
Первое растение, способное светиться само по себе, было получено в 2010 году. Используя оперон (набор генов) из люминесцирующих бактерий Photobacterium leiognathi, группа ученых из университетов Нью-Йорка и Израиля заставила табак производить собственный люциферин - пигмент, который в присутствии фермента люциферазы окисляется и излучает свет.
До этого для получения эффекта свечения люциферин добавляли в почву или опрыскивали им растение. Ученым конструкции с люциферазой были нужны как маркеры, которые подсвечивали определенные клетки в процессе исследований. Идея о том, что эффект можно использовать для чего-то полезного в быту, появилась у участников студенческого конкурса iGEM. Для своих опытов группа студентов из Кембриджского университета взяла за основу кишечную палочку и получила штамм бактерий, которые дают достаточно света, чтобы читать в темноте: помещаете их в колбу и - вуаля! - светильник готов. А теперь компания Glowing Plant готова наладить серийный выпуск растительных «ночников».
Нынешней осенью тем, кто внес свою лепту в развитие проекта через сайт Kikstarter, компания отправит набор, который позволит самостоятельно поработать с растениями. Достаточно будет замочить присланные семена в растворе, содержащем модифицированные бактерии Agrobacterium tumefaciens, высадить в почву и дождаться, когда они прорастут.
Технология получения «биосветильника» включает несколько этапов:
1 шаг: Сконструировать ДНК
Программный пакет Genome Compiler позволяет выстроить разные последовательности ДНК, взяв за основу lux-оперон, найденный у одной из биолюминесцирующих морских бактерий. В последовательности должны присутствовать промоторы - особые участки ДНК растения, которые содействуют внедрению, а потом и экспрессии чужого гена.
2 шаг: Распечатать ДНК
Созданную последовательность закачивают в сеть и отправляют в компанию Cambrian Genomics, которая занимается лазерной распечаткой миллионов цепочек индивидуальных фрагментов синтетической ДНК. Готовый продукт выглядит как белый порошок, который фасуется в пробирки и отсылается заказчику экспресс-почтой.
3 шаг: Вставка новой ДНК
Для этого используется Agrobac-terium tumefaciens - почвенная бактерия, доставляющая в организм растения нужный фрагмент ДНК. Приходится перепробовать множество разных комбинаций, пока результат не удовлетворит создателя. Когда будет выбран самый яркий и красивый вариант, его заряжают в генную пушку.
4 шаг: Генная пушка
Генная пушка выстреливает микроскопическую золотую или вольфрамовую дробь с покрытием из ДНК прямо в стволовые клетки живого растения. Затем из этих ГМ-стволовых клеток выращивается новое растение, после чего остается только собрать его семена.
5 шаг: Посадить семена, дождаться всходов и любоваться достижениями биотехнологий.
Первое растение, способное светиться само по себе, было получено в 2010 году. Используя оперон (набор генов) из люминесцирующих бактерий Photobacterium leiognathi, группа ученых из университетов Нью-Йорка и Израиля заставила табак производить собственный люциферин - пигмент, который в присутствии фермента люциферазы окисляется и излучает свет.
До этого для получения эффекта свечения люциферин добавляли в почву или опрыскивали им растение. Ученым конструкции с люциферазой были нужны как маркеры, которые подсвечивали определенные клетки в процессе исследований. Идея о том, что эффект можно использовать для чего-то полезного в быту, появилась у участников студенческого конкурса iGEM. Для своих опытов группа студентов из Кембриджского университета взяла за основу кишечную палочку и получила штамм бактерий, которые дают достаточно света, чтобы читать в темноте: помещаете их в колбу и - вуаля! - светильник готов. А теперь компания Glowing Plant готова наладить серийный выпуск растительных «ночников».
Нынешней осенью тем, кто внес свою лепту в развитие проекта через сайт Kikstarter, компания отправит набор, который позволит самостоятельно поработать с растениями. Достаточно будет замочить присланные семена в растворе, содержащем модифицированные бактерии Agrobacterium tumefaciens, высадить в почву и дождаться, когда они прорастут.
Технология получения «биосветильника» включает несколько этапов:
1 шаг: Сконструировать ДНК
Программный пакет Genome Compiler позволяет выстроить разные последовательности ДНК, взяв за основу lux-оперон, найденный у одной из биолюминесцирующих морских бактерий. В последовательности должны присутствовать промоторы - особые участки ДНК растения, которые содействуют внедрению, а потом и экспрессии чужого гена.
2 шаг: Распечатать ДНК
Созданную последовательность закачивают в сеть и отправляют в компанию Cambrian Genomics, которая занимается лазерной распечаткой миллионов цепочек индивидуальных фрагментов синтетической ДНК. Готовый продукт выглядит как белый порошок, который фасуется в пробирки и отсылается заказчику экспресс-почтой.
3 шаг: Вставка новой ДНК
Для этого используется Agrobac-terium tumefaciens - почвенная бактерия, доставляющая в организм растения нужный фрагмент ДНК. Приходится перепробовать множество разных комбинаций, пока результат не удовлетворит создателя. Когда будет выбран самый яркий и красивый вариант, его заряжают в генную пушку.
4 шаг: Генная пушка
Генная пушка выстреливает микроскопическую золотую или вольфрамовую дробь с покрытием из ДНК прямо в стволовые клетки живого растения. Затем из этих ГМ-стволовых клеток выращивается новое растение, после чего остается только собрать его семена.
5 шаг: Посадить семена, дождаться всходов и любоваться достижениями биотехнологий.