 |
| 圖片來源：Nature |
在1986年，第一株發光植物--發光的煙草（Nicotiana tabacum）問世了。那時候，就聽到有人說，或許有一天，我們可以讓路樹發光，那樣就不需要路燈，可以省下許多電費。
聽起來很棒，不是嗎？
今天的新聞提到，由Light Bio公司製造的「螢火蟲矮牽牛」（Firefly Petunia）即將在美國上市。事實上，美國本土48州已經可以預購了。
從發光煙草到螢火蟲矮牽牛，這條路走了將近40年。 對Light Bio的CEO與共同創辦人Keith Wood來說，這尤其意義非凡，因為他就是當初做出發光煙草的人。
但是，螢火蟲矮牽牛與發光煙草，完全是兩回事。
當初的發光煙草，是植入普通東方螢火蟲（Photinus pyralis）的冷光素酶（luciferase）。螢光素酶需要接觸到它的受質「冷光素」（luciferin），將冷光素氧化後才會發出冷光。所以，這樣的發光機制意味著，你要提供它冷光素，才會看到光。如果真想要把它拿來當作路燈，是非常不實用的。
不過，冷光素酶在生物科技上的應用非常廣泛。它被拿來當作所謂的「報告基因」（reporter gene）使用。科學家只要把相關基因的啟動子（promoter）後面接上冷光素酶的基因，就可以定量該啟動子在特定狀況下的表現量。
但是，對於想要看植物在黑暗中自己熠熠發光的人們來說，冷光素酶顯然不是選擇。
後來有從維多利亞多管發光水母（Aequorea victoria）中分離出來的綠色螢光蛋白（GFP，green fluorescent protein）。綠色螢光蛋白不需要受質，但是它需要光的刺激：395 nm和475 nm分別是最大和次大的激發波長。所以，要它發光，要額外提供給它395 nm的光波。這也是為什麼，之前曾經引起一波熱潮的螢光魚，需要購買特殊的燈管。
自然界會發出冷光或螢光的，也並不只限於螢火蟲與水母。還有一大群蕈類，也會發出螢光。即將上市的螢火蟲矮牽牛，其實是植入了小皮傘科（Marasmiaceae）的Neonothopanus nambi 的整條螢光途徑。這個基因需要咖啡酸（caffeic acid）作為受質，不過植物本來就會合成咖啡酸，所以不是什麼大問題。
2023年9月，美國農業部核准了螢火蟲矮牽牛上市。為了要通過審查，Light Bio的科學家們將螢光基因植入一種特殊的矮牽牛。這種矮牽牛不是美洲原生，所以不被認為是入侵物種（這裡我有疑問：入侵物種不就是本來不是原生的嗎？）。
矮牽牛容易種植，而這個螢光途徑讓矮牽牛發出相當亮的光。Light Bio科學家們強調，如果種植得法，光會變得更亮一些。 至於什麼時候能有發光路樹呢？考慮到現在有不少人對轉殖植物有疑慮，我會說，還要很久～很久～很久～
參考文獻：
Shakhova ES, Karataeva TA, Markina NM, Mitiouchkina T, Palkina KA, Perfilov MM, Wood MG, Hoang TT, Hall MP, Fakhranurova LI, Alekberova AE, Malyshevskaia AK, Gorbachev DA, Bugaeva EN, Pletneva LK, Babenko VV, Boldyreva DI, Gorokhovatsky AY, Balakireva AV, Gao F, Choob VV, Encell LP, Wood KV, Yampolsky IV, Sarkisyan KS, Mishin AS. An improved pathway for autonomous bioluminescence imaging in eukaryotes. Nat Methods. 2024 Jan 22. doi: 10.1038/s41592-023-02152-y. Epub ahead of print. PMID: 38253843.
Nature. 2024/2/9. Glow way! Bioluminescent houseplant hits US market for first time. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00383-3
留言
張貼留言