Природа породила множество биолюминесцентных организмов, однако растения к ним не относятся. До сих пор большинство попыток создать светящуюся зелень — в частности, декоративные растения табака — основывались на введении генов люминесцентных бактерий или светлячков с помощью генной инженерии. Но доставить все нужные компоненты в нужные места на заводах было непросто.
Чтобы лучше контролировать, где в конечном итоге попадают ингредиенты, генерирующие свет, Майкл С. Страно и его коллеги недавно создали наночастицы, которые перемещаются в определенные места на растениях. Основываясь на этой работе, исследователи хотели сделать следующий шаг и разработать «нанобионное» светящееся растение.
Команда наполнила кресс-салат и другие растения тремя разными наночастицами в ванне под давлением. Наночастицы были загружены светоизлучающим люциферином; люцифераза, которая модифицирует люциферин и заставляет его светиться; и кофермент А, который повышает активность люциферазы.
Используя размер и поверхностный заряд, чтобы контролировать, где наборы наночастиц могут находиться в тканях растений, исследователи могли оптимизировать количество испускаемого света. Их кресс-салат был вдвое ярче коммерческого светодиода мощностью 1 микроватт и в 100000 раз ярче, чем генно-инженерные растения табака.
Кроме того, растение можно отключить, добавив соединение, которое блокирует люциферазу от активации свечения люциферина.