科幻梦想中的花园和公园有一天会像潘多拉一样发光，外星月亮 头像，已有数十年历史。将基因拼接到植物中使植物发光的早期尝试可以追溯到 1980 世纪 XNUMX 年代，但实验发出的光很少，并且需要特殊的食物。
然后在2020年，科学家取得了突破。添加发光蘑菇的基因可以产生不需要特殊护理的明亮发光样本。该团队改进了这种方法——上个月写道，他们已经将植物的发光能力提高了 100 倍——并成立了一家名为 Light Bio 的初创公司来出售它们。
光生物 9月获得美国农业部批准 本月宣布第一种持续发光的植物，名为萤火虫矮牵牛，是 正式可供购买 在美国。矮牵牛的外观和生长方式与它们的普通近亲相似——绿叶、白花——但日落后，它们会发出柔和的绿色。该公司是 在其网站上以 29 美元的价格出售这些植物 并表示 50,000 月份将发货 XNUMX 株。
“这对于合成生物学来说是一项令人难以置信的成就。 Light Bio 正在让我们更加接近生活在阿凡达潘多拉星球的太阳朋克梦想。” 杰森凯利Light Bio 合作伙伴 Ginkgo Bioworks 的首席执行官兼联合创始人在一份声明中表示。
发光
在合成生物学中，发光植物和动物多年来一直是合成生物学的主要内容。科学家经常会插入一个基因来使有机体发光，作为某些预期的生物过程已经生效的视觉证据。 Light Bio 联合创始人兼首席执行官基思·伍德 (Keith Wood) 植物方法的先驱。 1986年，他给烟草植物赋予了萤火虫基因，该基因可以产生萤光素，萤光素是萤火虫标志性发光背后的分子。这些植物发出微弱的光，但需要特殊的植物养料来为化学反应提供燃料。后来的工作尝试了来自生物发光细菌的基因，但植物也同样暗淡。
然后 在2020包括 Light Bio 联合创始人 Karen Sarkisyan 和 Ilia Yampolsky 在内的团队转向发光蘑菇， 纳米新诺托潘。蘑菇会发生涉及咖啡酸（植物中也常见的一种分子）的化学反应，产生荧光素和光。科学家们将相关基因拼接到烟草植物中，发现植物也会发光，不需要额外的成分。
后来他们在矮牵牛中尝试了这些基因，发现效果更加明显，并开始完善他们的工作。在 一篇论文 发表于 自然方法 一月份，该团队添加了其他蘑菇的基因，并采用定向进化来进一步增强发光。在对一些基因集合进行实验后，他们找到了一种适用于多个物种并显着提高亮度的组合。
在此基础上，他们希望进一步将发光度提高 10 倍，为产品系列添加不同的颜色，并将他们的工作扩展到不同的植物品种。
实验室到客厅
这些植物是一项科学成就，但商业产品的创造和批准也值得注意。此前曾尝试向人们提供发光植物，包括 2013 年在 Kickstarter 上广受欢迎的项目，但都未能实现。
去年秋天， 美国农业部批准了 Light Bio 向公众出售他们的萤火虫矮牵牛。批准的结论是，与天然存在的矮牵牛相比，所述植物不会对农业造成新的风险。
北卡罗来纳州立大学基因工程与社会中心联席主任詹妮弗·库兹马（Jennifer Kuzma）告诉我们 接线 去年，她希望美国农业部进行更彻底的审查。但科学家最近联系了 自然 没有表达重大关切。这些植物主要种植在室内或花园中，不被认为是侵入性的，从而降低了新基因进入其他物种的风险。不过，正如库兹马指出的那样，这种风险可能取决于种植的数量和扎根的地点。
除了家庭吸引力之外，这里使用的系统还可以进入农业应用。西班牙植物生物学家迭戈·奥尔萨斯 (Diego Orzáez) 正在将荧光素酶系统扩展到其他植物。他预计这些植物只有在遇到麻烦时才会开始发光，从而使农民能够通过无人机或卫星快速直观地了解农作物的健康状况。
其他新的转基因植物也很快就会出现。从本月开始，园丁可以 购买富含抗氧化剂的生物工程紫色西红柿种子。另一家初创公司正在开发 基因工程室内植物可过滤有害化学物质 从空中。和 Pairwise 正在使用 CRISPR 制作更软的羽衣甘蓝、无籽浆果和无核樱桃。
“人们对转基因植物的反应很复杂，”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的植物生物学家史蒂文·伯吉斯告诉我们。 自然。这在一定程度上是由于与有争议的公司的联系以及对我们放入体内的物质的担忧。新的夜光矮牵牛既不是大公司的产品，事实上， 萨尔基相说 当人们分享植物插条时，Light Bio 并不打算表现得过于好斗——它们也不是食物。但它们是引人注目的。
“他们邀请人们从惊奇的角度体验生物技术，”德鲁·恩迪告诉我们 接线。除了让人想起流行的科幻小说之外，也许这样的例子可以向更广泛的受众介绍合成生物学的可能性和风险，启动深思熟虑的对话，并帮助人们自己决定在哪里划清界限。
图片来源： 光生物
