Сегодня человек становится все менее зависим от природы, создавая себе искусственную среду обитания. Но мы не задумываемся о том, что в таких условиях формируется специфическое микробное сообщество, в котором в зависимости от разных факторов (влажности, освещенности, температуры и т.п.) могут происходить неблагоприятные для нас изменения, появляться патогенные микроорганизмы, вирусы, плесневые грибки. На помощь может прийти привычный декоративный элемент домашней обстановки – комнатные растения, обученные выявлять потенциально опасные агенты
Растения реагируют на изменения в химическом составе окружающей среды перестройкой процессов своей жизнедеятельности, в том числе на генном уровне. Зная, какие гены увеличивают активность под действием тех или иных химических веществ, мы можем сконструировать растения-«фитосенсоры». Такие работы уже проводились несколько лет назад в Университете Теннесси (США), где ученые модифицировали растения табака и резуховидки Таля из семейства капустных, благодаря чему при «встрече» с бактериями псевдомонадами они вырабатывали оранжевый флуоресцентный белок. Такие растения можно было бы с успехом применять в сельском хозяйстве для своевременного обнаружения фитопатогенов.
Работа началась с того, что ученые выяснили, какие гены активируются в растениях в ответ на определенные продукты жизнедеятельности бактерий. Затем методами генной инженерии были созданы генно-модифицированные растения, у которых к этим генам, во-первых, был «подшит» участок, кодирующий оранжевый флуоресцентный белок; а, во-вторых, была усилена активация промоторного участка, который «включает» ген под действием бактериальной молекулы-триггера. В результате при контакте с патогеном клетки этих растений начинали вырабатывать флуоресцентный белок – достаточно было надеть очки со специальными фильтрами, чтобы увидеть оранжевую окраску листьев и забить тревогу.
В дальнейшем исследователи планируют создавать «умные» растения уже не для фермерских хозяйств, а для использования в домах и квартирах, чтобы «живые стены» генно-модифицированных комнатных растений могли предупреждать о появившейся в доме плесени или даже о возбудителях гриппа и других патогенах.
Плесневые грибки – нередкие обитатели наших жилищ. Такие виды грибков, как Aspergillus, Cladosporium, Penicillium и Fusarium, производят летучие органические соединения, которые в достаточно низких дозах могут изменять морфологию листьев и влиять на прорастание семян растений, чем и собираются воспользоваться ученые. Так как гены комнатных растений исследованы хуже, чем сельскохозяйственных культур, сначала им предстоит работа по выявлению последовательностей ДНК, которые активируются под действием веществ, вырабатываемых плесневыми грибками. На этот раз ученые собираются использовать не оранжевый, а зеленый флуоресцентный белок, который светится под ультрафиолетовым светом и виден даже невооруженным глазом.
Понравился материал? Не забудьте поставить лайк и подписаться!
Фото: https://www.flickr.com