Ламповые цветы
Как грибы подарили свет растениям
Светящиеся мертвенно-зеленым грибы встречаются не только в сказочных лесах, но и в настоящих тропических. Около сотни видов агариковых способны к люминесценции, хотя для чего она им нужна, остается загадкой. Скорее всего, свет привлекает ночных насекомых, которые разносят споры с плодовых тел, – однако зачастую мерцает и сама грибница, скрытая в земле или древесине.
Так или иначе, биолюминесцентная система появилась у грибов около 160 млн лет назад, одна на всех: отдельные ее детали, выделенные из разных видов, свободно комбинируются друг с другом и продолжают создавать свечение. Несколько лет назад команда Ильи Ямпольского из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН и их коллеги из стартапа «Планта» выяснили, как именно устроена эта «грибная лампочка». Цепочка реакций оказалась нехитрой: всего четыре молекулы и четыре фермента, которые катализируют их реакции.
На первом шаге широко распространенная у грибов кофейная кислота превращается в гиспидин, на втором – в люциферин. С третьим шагом, окислением люциферина, испускается излучение, после чего оксилюциферин снова восстанавливается до кофейной кислоты и все начинается с начала. Вскоре биологи идентифицировали гены, кодирующие ферменты этой люминесцентной системы, и успешно перенесли их в дрожжи, заставив те светиться. Тьма стала понемногу рассеиваться.
Прикрутить лампочку
Давняя мечта о светящихся в темноте живых растениях остается несбыточной, невзирая на все усилия ученых (читайте об этом подробнее в мартовском номере «ПМ» за 2018 год). Так, основанная Александром Кричевским компания некоторое время пыталась торговать линией табака, хлоропласты которой несли люминесцентную систему фотобактерий, однако они не отличались ни яркостью, ни жизнеспособностью, и сегодня проект закрыт. Без особого успеха продолжаются попытки применения в растениях люциферазы, извлеченной из светлячков.