Любая новость, начинающейся со слов "британские учёные..." для меня звучит как анекдот. Но почему-то здесь я решила копнуть по глубже и мягко говоря поразилась.
Десять лет назад была новость о том, что британские ученые обещают научить елки светиться без гирлянд и электричества. Для этого рождественское дерево придется генетически модифицировать, чтобы свечение было природным.
С этой целью, исследователи намерены пересадить растению два гена, которые были взяты у медуз и светлячков. Светлячки умеют производить светящиеся энзимы, а медузы — зеленый флуоресцентный протеин.
Эксперимент по своей сути довольно таки сложный. Он предвещает использование промежуточного организма, который должен встроить необходимый генетический материал в ДНК ели. В частности речь идет о безобидной бактерии.
После внедрения генетического материала, уже на следующем этапе эксперимента, при помощи люциферина, который входит в состав удобрений, будет активирован особый фермент. Именно этот фермент и заставит новогоднее дерево светиться.
Над этим можно было бы посмеяться, если бы не уже имеющие достижения экспериментов со светящиеся предметами и животными!
В 2021 году израильские ученые разработали сорт картофеля, который при возникновении стресса начинает светиться и буквально звать фермеров на помощь.
Когда картофель начинает испытывать стресс из-за отсутствия воды или воздействия насекомых, в нем начинает накапливаться кислород. Он помогает смягчить стресс, но при высокой концентрации сам по себе становится губительным для растения. Чем больше стресса испытывает картофель, тем больше кислорода он вырабатывает. Этим и решили воспользоваться ученые.
Они взяли растение и ввели в его хлоропласты ген, который в ответ на наличие активных форм кислорода начинает вырабатывать флуоресцентный белок. И теперь фермеры сканируя растения специальной флуоресцентной камерой, могут оперативно решать проблему и в конечном итоге получают большой урожай картофеля.
Светится умеют не только растения но и животные.
Цель флуоресцентного белка медузы одна, проследить за каким нибудь геном, который внедрили в животное.
Например кошка!
О да, она светилась и не забавы ради, а в поиске методов борьбы со СПИДом.
Существует вирус кошачьего иммунодефицита, родственный ВИЧ. В 2011 году ученые Медицинского колледжа Клиники Майо (США) создали трансгенных котят, вставив им ген резус-макак, способный генерировать антивирусный белок, который, в свою очередь, способен блокировать вирус иммунодефицита. По предварительным результатам, клетки этих животных, выращенные в лаборатории, противостоят размножению вируса и не дают ему распространяться.
Вставленный ген был помечен зеленым флуоресцентным белком медузы, чтобы его легче было отследить.
В итоге на свет появились три здоровых котенка – два мальчика и девочка. Тело и шерсть животных светились зеленым светом при облучении ультрафиолетом, а ген устойчивости к вирусу иммунодефицита присутствовал в геноме каждого создания. Эксперимент был признан успешным.
Похожая участь настигала совершенно разных животных, но конечно в первую очередь крыс, свиней и даже рыб.
Ткани и органы животных теоретически могут подойти человеку для пересадки. С помощью флуоресцентного гена исследователи изучают процессы изменения тканей и органов в ходе физического развития парнокопытных.
В передовых странах Азии наблюдается мода на таких люминисцентных животных. Вот на Тайване недавно удалось получить трех трансгенных хряков. Местные ученые особенно гордятся питомцами, ведь они пока единственные в мире светятся не частично, а полностью, даже изнутри.
Профессор Жиань Гонг изучал процессы генной модификации промысловой рыбы. В итоге американцы выкупили трансгенную технологию у доктора Гонга. Декоративные светящиеся рыбки Glofish, с внедренными генами белка всех цветов радуги, стали крупным бизнес-успехом. Сначала на Тайване в 2003-м, а затем и в Штатах. Правда, они запрещены в Евросоюзе и Канаде. В России же эту новацию купить достаточно просто.
В США в некоторых японских ресторанах можно попробовать светящиеся суши – из тех самых Glofish.
Японские ученые доказали, что искусственно внедренные гены передаются следующему поколению. Правда, впоследствии процент общего успеха эксперимента оказался не столь высоким. Исследователи пересадили 80 эмбрионов 50 обезьянкам, добились всего семи беременностей и рождения пяти здоровых детенышей.
Однако уже можно говорить о сенсации. Ведь испытания на приматах – предпоследний этап внедрения технологии в человеческий организм.
24 апреля 2013-го уругвайские ученые объявили о рождении фосфоресцирующих генетически модифицированных овец. Это первый подобный эксперимент на континенте, и никаких других целей ученые не ставили. Важно было просто получить здоровую зеленую овцу.
Однако в дальнейшем ученые ставят более амбициозные задачи. Они планируют экспериментировать с другим геном, отвечающим за производство протеина, который отсутствует у человека при некоторых патологиях типа диабета. Вероятно, новая модификация овец сможет выработать нужный протеин в своем молоке. Важно только, чтобы у несчастного животного после всех манипуляций ученых не появилась психологическая травма. Иначе – никакого молока.
Надо сказать, что добавление в ДНК гена флуоресцентного белка продиктовано научными задачами, а вовсе не рекламой, эстетикой или бизнес-стратегией. По крайней мере, так в начале 90-х задумывали ученые из США и Японии Осаму Симомура, Мартин Чалфи и Роджер Цянь. Они заложили основу использования флуоресцентного белка для изучения физиологических процессов на клеточном и организменном уровне, а также экспрессии генов. За что в 2008-м заслуженно получили Нобелевскую премию по химии.
Зеленый флуоресцентный белок позволил ученым пронаблюдать многие скрытые процессы и структуры, например, рост и характер связей нейронов, а также распространение раковых клеток в организмах лабораторных животных.
Так что история про светящиеся ёлку вполне себе обыденная, после предыдущих успешных экспериментов. Только кто-то уже подсчитал, что себестоимость такой ели будет превышать 300 долларов. Естественно, что купить модифицированную новогоднюю елку сможет далеко не каждый человек.
