科学者がキノコの生物発光力を利用するという画期的な成果により、持続的に光る葉や花を持つ観賞用の観葉植物の実現が一歩近づいた。
光る植物は目新しいものではありません。科学者たちはこれまでにも、バクテリアに見られる生物発光遺伝子を用いてこれを実現してきました。問題は、これらの植物はそれほど明るく光らないことです。おそらくそれが、普及していない理由でしょう。
本日Nature Biotechnology誌に掲載された新たな研究論文では、生物発光キノコのDNAを用いて、バクテリアを動力源とする前駆植物の10倍の明るさで光る植物を作り出すという新たな技術が発表されました。植物学者は将来的にこの技術を用いて植物の内部構造を研究できるようになるだけでなく、家庭で光る観賞用植物を栽培する可能性も示唆しています。
ロシア科学アカデミーのカレン・サルキシャン氏とイリア・ヤンポルスキー氏が率いるこの新たな研究では、キノコ類で最近発見された生物発光システムを発現するように遺伝子組み換えされたタバコ植物について報告されている。タバコ植物が選ばれたのは、遺伝的に単純で成長が速いためだが、この新技術は他の植物種にも応用できるはずだ。
このプロセスの鍵となるのは、あらゆる植物に含まれるカフェ酸と呼ばれる有機分子です。2つの酵素がカフェ酸を発光前駆体に変換し、さらに3つ目の酵素で処理することで、光子、つまり光を放出できる酸化分子が生成されます。驚くべきことに、植物は500～550ナノメートル（可視光スペクトルの緑色領域）をピークとする波長で、毎分約100億個の光子を放出しました。植物とキノコは近縁ではありませんが、研究者たちは両方に共通する代謝プロセスを活用しました。
その結果、外部からの生化学物質を添加することなく自ら光を発する、自立型の生物発光植物が誕生しました。植物は生涯を通じて継続的に発光し、改変によって正常な発育や健康状態が損なわれることはなかったようです。遺伝子組み換え植物の葉、茎、根、花には、肉眼で光が見られました。
この画期的な発見は、植物の代謝を研究するために植物の発光をモニタリングするなど、植物の内部構造を観察する新たな方法を科学者に提供する可能性がある。興味深いことに、若い植物は成長した植物よりも明るく発光し、特に花が最も明るいことがわかった。時折、発光はパターンを描いて増減し、未知の内部プロセスを示唆している。
興味深いことに、これらの植物は観賞用としても利用できる可能性があります。そして実際、まさにそれが科学者たちの考えであり、この研究はLight Bioという新会社にスピンオフしました。このプロジェクト自体は、モスクワに本社を置くバイオテクノロジー系スタートアップ企業Planta LLCから一部資金提供を受けており、当初から商業的な影響を強く意識していました。その他の資金提供者には、ロシア科学財団とスコルコボ財団が含まれています。この論文の著者として、合計27名が名を連ねています。
https://gizmodo.com/cyborg-houseplant-can-drive-itself-toward-the-light-it-1830851950
この研究はタバコ植物を対象に行われたが、研究者らによると、ツルニチニチソウ、ペチュニア、バラなどの植物も同様の方法で改変できる可能性があるという。今後、科学者たちはこれらの植物をさらに明るくし、人や周囲の環境に反応できるようにしたいと考えている。
