Vědci z laboratoří americké společnosti BioGlow vykreslili svou novou vizi doslova v barvách. Rudé růže se svítícími okvětními lístky spolu s vánočními hvězdami, jejichž květy prozáří Vánoce. Také keře a květiny parků a alejí, díky kterým je možné vypnout pouliční osvětlení – to je podle BioGlow obraz budoucnosti.

Jakkoliv vypadá fantasticky, nedávno se tato vize posunula o krok blíž k realitě. Alexander Krichevsky odborný asistent na Státní univerzitě v New Yorku a jeho kolegové úspěšně s pomocí technik genového inženýrství přesunuli do buněk rostliny tabáku gen, který „rozsvěcí“ mořské bakterie.

Bezdrátová rostlina

Podle Krichevského je to poprvé, co jsou rostliny schopny vydávat vlastní záři. „Až doposud všechny rostliny, které vydávaly světlo, ať už geneticky modifikované, nebo ne, musel být buď ošetřeny chemikáliemi, nebo osvětleny externími světelnými zdroji, aby mohl být indukován krátkodobý zářící efekt,“ řekl Krichevsky.

To proto, že metabolismus rostliny buďto z dostupných substrátů začne syntetizovat sloučeninu, kterou „rozsvítí“ nějaký zdroj záření, třeba i lidským okem neviditelného, nebo produkuje enzym štěpící zvenku dodaný substrát za vzniku světelného záření.

Pak se jedná o tzv. bioluminiscenci.

Oslněné oči si musí zvyknout na světlo

Proto jsou rostliny, které nic z toho nepotřebují, aby zářily samy, takovým úspěchem. I když samozřejmě ještě nezáří tak jasně jako třeba světlušky. „Musíte rostliny pozorovat asi pět minut ve tmě, a pak je možné vidět záření na vlastní oči,“ řekl Krichevsky.

Lidské oči obzvláště oči obyvatel měst ztrácejí citlivost kvůli neustálému oslňování zdroji světelného záření – veřejným osvětlením, televizí, monitory počítačů… Vlastně jen málokdy lidé ve městě „vidí“ absolutní tmu.

Proto oči potřebují nějakou dobu, aby si opět přivykly na citlivější vnímání malého množství světla.

Kdo chce bydlet s chobotnicí?

Dnes známe asi třicet způsobů, jak svítí živé organismy, např. bakterie, obrněnky, houby nebo hmyz. Vědci z BioGlow si vybrali systém, který používají mořské bakterie.

Použili známé geny, které kódují proteiny potřebné pro syntézu enzymu luciferázy. To je už poměrně proslavený enzym, nejen díky světluškám. Umožňuje chemické reakce uvnitř struktur rostlinné buňky obsahujících pigment, tzv.

plastidů. Zářící mořské bakterie, které upoutaly pozornost vědců, se živí odumřelými organismy a poskytují světlo pro ryby a chobotnice, se kterými žijí.

Velmi intimní soužití plastidů

Použití právě bakteriálních genů do rostlinných buněk dává smysl, protože v nich jsou podobné organely (buněčná „podjednotka“, součást buňky), které mají podle předpokladu vědců bakteriální původ. Všechno zelené, co vidíte na rostlinách, je bakteriálního původu.

Listy rostlin jsou zelené, protože obsahují chlorofyl ve strukturách chloroplastů. Chloroplasty však zřejmě vznikly ze samostatných mikroorganismů (viz rámeček). Když vědci vyřešili zásadní otázky, jaký systém vybrat a jak jej zabudovat do buněk, začali si hrát.

Zjistili, že luciferáza může být upravena tak, aby probíhající reakce vyzařovala světlo v různých vlnových délkách. Prakticky tedy záření různé barvy.

Bojíte se darovat růži?

Představení zářících květin vzbudilo zájem. Nepotvrdily se skeptické předpovědi, že budou budit strach. Krichevsky sám řekl: „Jediná reakce, kterou jsem slyšel, byla ‚Wow, mohu koupit zářící růže na Valentýna?“.

Podle vědců také nehrozí reálné nebezpečí mezidruhového přenosu genů. Plastidy se dědí mateřskou zárodečnou buňkou, která obsahuje pigmenty. Proto nehrozí, že by se svítící geny mohly přenášet nekontrolovaně rozprašováním pylu – buňkami samčí linie – do okolí.

Návštěva, která neodešla

*Když se řekne symbióza, asi si představíme třeba vztahy mezi mravenci a mšicemi, výměnu medovice za ochranu. Na úrovni buněk je a byla symbióza také možná a dala vznik některým buněčným organelám.

*Tak se kdysi dávno zabydlela v eukaryontních buňkách (buňka s jádrem) bakterie, ze které se postupně vyvinula mitochondrie. To je z hlediska evoluce unikátní „buněčná elektrárna“.

*Stejného původu jsou plastidy, organely, které shromažďují chlorofyl (fotosynteticky aktivní chloroplasty), jiná barviva (chromoplasty) nebo zásobní látky (leukoplasty).

*Úplně první plastidy se zřejmě vyvinuly ze sinice v buněčném podnájmu, která se dohodla s buňkou a stala se inventářem. Stalo se to u rostlin (zelené rostliny, ruduchy a glaukofyty – mikroskopické sladkovodní řasy).

*U jiných druhů eukaryot, které „umí“ fotosyntézu, už plastidy vznikly pohlcením jednoho ze skupiny fotosyntetizujících organismů. Pohlcením ruduchy vznikly např. plastidy rozsivek, pohlcením zelených řas plastidy některých krásnooček.