Красноярские ученые заставили грибы светиться разными цветами

Ученые из института биофизики Красноярского научного центра СО РАН вместе с российскими и зарубежными коллегами приблизились к разгадке механизма свечения грибов, об этом сообщается в издании «Наука в Сибири».

Исследователи установили структуру молекулы оксилюциферина (продукта реакции свечения) из грибов, а также синтезировали несколько искусственных аналогов люциферина, которые излучают свет разных цветов. Результаты этой работы опубликованы в журнале Science Advances.

«Известно, что бактерии, черви, грибы и множество морских организмов могут излучать свет. Это явление вызывало интерес еще у Аристотеля, — рассказывает ученый института биоорганической химии РАН Илья Ямпольский. — Но только в XX веке ученые выяснили, что само выделение света происходит благодаря молекуле люциферина, латинское название которой означает «несущий свет». В биолюминесцентной реакции эта молекула окисляется кислородом воздуха, а ускоряет процесс окисления фермент люцифераза. Этот белок-катализатор помогает люциферину превратиться в оксилюциферин, который в итоге испускает свет».

В новом исследовании ученые смешивали в лаборатории люциферин с природным экстрактом люциферазы из светящихся грибов Neonotopanus nambi, которые собрали в лесах Вьетнама, а затем полученную смесь продуктов разделяли.

После экспериментов специалистам удалось определить структуру последнего звена в реакции грибного свечения. В результате ученые получили целый ряд аналогов люциферина, обеспечивающих свечение почти всех цветов радуги. Участники исследования шутят, что у них теперь есть «цветные грибы».

«Важно, что основа механизма свечения грибов — такая распространенная молекула, как кофейная кислота, участвующая в метаболизме не только грибов, но и растений, — указано в публикации. —Возможно, что в недалеком будущем именно биолюминесцентную систему грибов будут использовать для создания светящихся деревьев. Кофейная кислота есть у всех растений. Осталось только добавить несколько генов для синтеза ферментов реакции биолюминесценции, и тогда они засветятся».

Также в статье отмечается, что изучение биолюминесцентных организмов имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение. Расшифровка системы свечения грибов, получение аналогов люциферина разной структуры (тест-систем разного цвета) может быть использовано в экологии для наблюдения за качеством окружающей среды или в медицине для проведения клинических анализов и поиска лекарств.

Иллюстрация: сайт «Наука в Сибири»