"Uma equipe internacional de cientistas projetou plantas de tabaco geneticamente modificadas (Nicotiana tabacum) com um sistema de bioluminescência fúngica. Essa luz biológica pode ser usada pelos cientistas para observar o funcionamento interno das plantas, bem como para propósitos estéticos práticos, principalmente para criar flores brilhantes e outras plantas ornamentais".
“Projetar novos recursos biológicos é mais complexo do que simplesmente mover partes genéticas de um organismo para outro. Como as engrenagens de um relógio, as peças recém-adicionadas devem se integrar metabolicamente no host ”, explicou a co-autora sênior Dra. Ilia Yampolsky e colegas.
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| Algumas das plantas de tabaco jovens brilhantes o (Nicotiana tabacum). (Foto: Planta) |
“Para a maioria dos organismos, as partes necessárias para a bioluminescência não são todas conhecidas. Até recentemente, uma lista completa de peças estava disponível apenas para bioluminescência bacteriana. ”
"Mas as tentativas anteriores de criar plantas brilhantes a partir dessas partes não foram bem, principalmente porque as partes bacterianas normalmente não funcionam adequadamente em organismos mais complexos".
Em 2018, Yampolsky e co-autores descobriram as partes que sustentam a bioluminescência em Neonothopanus nambi, uma espécie de cogumelo venenoso e bioluminescente.
Neste novo estudo, os pesquisadores demonstraram que a bioluminescência fúngica funciona particularmente bem em plantas de tabaco. Isso lhes permitiu fabricar plantas brilhantes que são pelo menos dez vezes mais brilhantes.
“Embora os fungos não estejam intimamente relacionados às plantas, sua emissão de luz se concentra em uma molécula orgânica que também é necessária nas plantas para fazer paredes celulares. Essa molécula, chamada ácido cafeico, produz luz através de um ciclo metabólico envolvendo quatro enzimas ”, explicaram.
“Duas enzimas convertem o ácido cafeico em um precursor luminescente, que é oxidado por uma terceira enzima para produzir um fóton. A última enzima converte a molécula oxidada de volta em ácido cafeico para iniciar o ciclo novamente. ”
“Nas plantas, o ácido cafeico é um componente da lignina, que ajuda a fornecer resistência mecânica às paredes das células. É, portanto, parte da biomassa de lenhocelulose das plantas, que é o recurso renovável mais abundante na Terra. ”
"Ao conectar a produção de luz a essa molécula essencial, o brilho emitido pelas plantas fornece um indicador metabólico interno".
“Pode revelar o status fisiológico das plantas e suas respostas ao meio ambiente. Por exemplo, o brilho aumenta drasticamente quando uma casca madura de banana é colocada nas proximidades (que emite etileno). ”
"Partes mais jovens das plantas tendem a brilhar mais intensamente e as flores são particularmente luminosas."
"Os padrões de cintilação ou as ondas de luz são frequentemente visíveis, revelando comportamentos ativos dentro das plantas que normalmente estariam escondidos."
Pesquisa: Sci-News
- O artigo da equipe foi publicado na revista Nature Biotechnology.