Giấc mơ khoa học viễn tưởng rằng những khu vườn và công viên một ngày nào đó sẽ tỏa sáng như Pandora, mặt trăng ngoài hành tinh hình đại diện, đã có tuổi đời hàng chục năm. Những nỗ lực ban đầu nhằm ghép gen vào thực vật để khiến chúng phát sáng đã có từ những năm 1980, nhưng các thí nghiệm phát ra rất ít ánh sáng và cần thức ăn đặc biệt.

Sau đó vào năm 2020, các nhà khoa học đã có bước đột phá. Việc bổ sung gen từ nấm phát sáng sẽ tạo ra các mẫu vật phát sáng rực rỡ mà không cần chăm sóc đặc biệt. Nhóm đã cải tiến cách tiếp cận – tháng trước họ viết rằng họ đã tăng khả năng phát quang của thực vật lên gấp 100 lần – và thành lập một công ty khởi nghiệp có tên Light Bio để bán chúng.

Sinh học nhẹ đã nhận được sự chấp thuận của USDA vào tháng 9 và trong tháng này đã công bố loài cây phát sáng liên tục đầu tiên, có tên là đom đóm dạ yên thảo, là chính thức có sẵn để mua tại Hoa Kỳ. Những cây dã yên thảo trông và phát triển giống như những người anh em bình thường của chúng – lá xanh, hoa trắng – nhưng sau khi mặt trời lặn, chúng phát ra màu xanh dịu dàng. Công ty là bán cây với giá 29 USD trên trang web của mình và cho biết một vụ mùa 50,000 sẽ được xuất xưởng vào tháng Tư.

“Đây là một thành tựu đáng kinh ngạc của sinh học tổng hợp. Light Bio đang đưa chúng ta nhảy vọt đến gần hơn với giấc mơ năng lượng mặt trời được sống trong Pandora của Avatar,” Jason Kelly, Giám đốc điều hành và đồng sáng lập của Ginkgo Bioworks, một đối tác của Light Bio, cho biết trong một tuyên bố.

Sáng lên

Trong sinh học tổng hợp, thực vật và động vật phát sáng đã là yếu tố chủ yếu trong nhiều năm. Các nhà khoa học thường chèn một gen để làm cho sinh vật phát sáng như một bằng chứng trực quan cho thấy một số quá trình sinh học dự định đã có hiệu lực. Keith Wood, đồng sáng lập và CEO của Light Bio, là một người tiên phong trong phương pháp tiếp cận ở thực vật. Năm 1986, ông đã cho cây thuốc lá một gen đom đóm có khả năng tạo ra luciferin, phân tử tạo ra ánh sáng đặc trưng của loài bọ. Những cây đó phát sáng yếu ớt nhưng cần thức ăn thực vật đặc biệt để cung cấp nhiên liệu cho phản ứng hóa học. Công việc sau đó đã thử thay vào đó các gen từ vi khuẩn phát quang sinh học, nhưng thực vật cũng mờ tương tự.

Sau đó trong 2020, một nhóm bao gồm những người đồng sáng lập Light Bio Karen Sarkisyan và Ilia Yampolsky đã chuyển sang sử dụng nấm phát sáng, Neonothopanus nambi. Nấm thực hiện phản ứng hóa học liên quan đến axit caffeic—một phân tử cũng thường được tìm thấy trong thực vật—để tạo ra luciferin và ánh sáng. Các nhà khoa học đã ghép các gen liên quan vào cây thuốc lá và nhận thấy cây cũng phát sáng mà không cần thêm bất kỳ thành phần nào.

Sau đó, họ đã thử gen ở cây dã yên thảo, nhận thấy hiệu quả thậm chí còn rõ rệt hơn và bắt đầu hoàn thiện công việc của mình. TRONG một tờ giấy xuất bản năm Phương pháp tự nhiên vào tháng 1, nhóm nghiên cứu đã bổ sung gen từ các loại nấm khác và áp dụng phương pháp tiến hóa có định hướng để tăng cường hơn nữa khả năng phát quang. Sau khi thử nghiệm với một số bộ sưu tập gen, họ đã tìm ra được một tổ hợp hoạt động ở nhiều loài và tăng độ sáng đáng kể.

Từ đây, họ hy vọng có thể tăng thêm độ phát quang lên gấp 10 lần, thêm các màu sắc khác nhau vào dòng sản phẩm và mở rộng công việc của mình sang các giống cây trồng khác nhau.

Phòng thí nghiệm đến phòng khách

Thực vật là một thành tựu khoa học, nhưng việc tạo ra và phê duyệt một sản phẩm thương mại cũng rất đáng chú ý. Những nỗ lực trước đây nhằm cung cấp cho mọi người những loại cây phát sáng, bao gồm cả Kickstarter phổ biến năm 2013, đã không thành hiện thực.

Mùa thu năm ngoái, USDA đã cho phép Light Bio đi trước để bán những cây dã yên thảo đom đóm của họ cho công chúng. Việc phê duyệt kết luận các loại cây như được mô tả không gây ra rủi ro mới cho nông nghiệp so với các loại cây dã yên thảo xuất hiện tự nhiên.

Jennifer Kuzma, đồng giám đốc của Trung tâm Xã hội và Kỹ thuật Di truyền tại Đại học bang North Carolina, nói với Có dây năm ngoái cô ấy đã mong USDA thực hiện đánh giá kỹ lưỡng hơn. Nhưng các nhà khoa học gần đây đã liên lạc với Thiên nhiên không bày tỏ mối quan ngại lớn. Cây chủ yếu được trồng trong nhà hoặc trong vườn và không bị coi là xâm lấn, làm giảm nguy cơ các gen mới xâm nhập vào các loài khác. Tuy nhiên, như Kuzma đã lưu ý, rủi ro đó có thể phụ thuộc vào số lượng cây được trồng và nơi chúng bén rễ.

Ngoài sự hấp dẫn của hộ gia đình, hệ thống đang hoạt động ở đây còn có thể tìm đường vào các ứng dụng nông nghiệp. Diego Orzáez, một nhà sinh học thực vật ở Tây Ban Nha, đang mở rộng hệ thống luciferase sang các loại cây khác. Ông hình dung những cây như vậy chỉ bắt đầu phát sáng khi chúng gặp rắc rối, cho phép nông dân nắm bắt nhanh chóng tình hình sức khỏe cây trồng bằng máy bay không người lái hoặc vệ tinh.

Các loại cây biến đổi gen mới khác cũng sẽ sớm đi theo hướng của chúng ta. Kể từ tháng này, người làm vườn có thể mua hạt giống cà chua tím biến đổi gen có nhiều chất chống oxy hóa. Một công ty khởi nghiệp khác đang phát triển một Cây trồng trong nhà biến đổi gen để lọc các hóa chất độc hại Từ trên không. Và Pairwise đang sử dụng CRISPR để làm cải xoăn mềm hơn, quả mọng không hạt và quả anh đào không hạt.

Steven Burgess, nhà sinh học thực vật tại Đại học Illinois Urbana–Champaign, nói: “Phản ứng của người dân đối với thực vật biến đổi gen rất phức tạp”. Thiên nhiên. Điều đó một phần là do sự liên kết với các tập đoàn gây tranh cãi và lo lắng về những gì chúng ta đưa vào cơ thể. Những cây dã yên thảo phát sáng trong bóng tối mới không phải là sản phẩm của một công ty lớn—thực ra, Sarkisyan anh ấy nói Light Bio không có kế hoạch gây hấn quá mức khi mọi người chia sẻ cành cây — họ cũng không phải là thực phẩm. Nhưng chúng rất hấp dẫn.

“Họ mời mọi người trải nghiệm công nghệ sinh học từ một vị trí tuyệt vời,” Drew Endy nói. Có dây. Ngoài việc gợi lên khoa học viễn tưởng phổ biến, có lẽ những ví dụ như vậy có thể giới thiệu cho nhiều đối tượng hơn về các khả năng và rủi ro của sinh học tổng hợp, khơi dậy những cuộc trò chuyện sâu sắc và giúp mọi người tự quyết định nên vạch ra ranh giới ở đâu.

Ảnh: Sinh học nhẹ

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://singularityhub.com/2024/02/14/these-glow-in-the-dark-flowers-will-make-your-garden-look-like-avatar/