Два цвета свечения помогли точнее наблюдать защитные реакции растений
В Nature Plants 23 октября опубликована работа о способе точнее измерять активность генов в живых растениях по их собственному свечению. Международная команда, в которую вошли исследователи из Института биоорганической химии РАН и MRC Laboratory of Medical Sciences, предложила сравнивать два цвета света. Это помогает отделять изучаемую реакцию растения от изменений его обмена веществ.
Светящиеся репортёры — это генетические системы, сигнал которых позволяет наблюдать за молекулярными процессами. Однако яркость автономного свечения зависит сразу от нескольких условий: активности генов, наличия кислорода, температуры и образования веществ, необходимых для световой реакции. Поэтому усиление сигнала само по себе ещё не означает, что нужный ген стал работать активнее.
Авторы создали варианты грибной люциферазы со смещённым в красную область свечением и совместили их с зелёным репортёром. Оба фермента используют один субстрат. Красный сигнал служит внутренним ориентиром: отношение зелёного света к красному оказывается устойчивее к метаболическим колебаниям, чем отдельное измерение яркости.
В опытах с растениями исследователи наблюдали гормональные и защитные реакции, включая локальный ответ вокруг места бактериальной инфекции. По сообщению LMS, двухцветная схема позволяла различать такую активность даже при сильных различиях общей яркости. Для ботаники это способ дольше следить за реакциями живого растения, сохраняя больше информации о том, где именно они происходят.
Практические перспективы пока следует отличать от показанного результата. В LMS допускают появление растений-индикаторов, сообщающих об условиях среды или болезни изменением цвета свечения. Это возможное развитие технологии, а не готовая система полевого мониторинга. Сама работа посвящена проверке метода измерения; возможность наблюдать процессы месяцами и годами авторы пресс-релиза также описывают как перспективу.