你聽過說熒光海嗎？如果你足夠幸運，在海邊遇到成片的夜光藻，向海水中扔幾顆石頭，激起漣漪的同時，海水也會發出淡淡的藍色。
圖丨熒光海（來源：thecostaricanews）
這是由于夜光藻受到刺激時會發光，類似的生物發光現象在自然界中并不罕見，一些藻類、動物都會發光，1962 年日大學學家下村修在維多利亞多管發光水母中分離出了綠色熒光蛋（ GFP ）。1994 年 2 月，美國科學家 Martin Chalfie 等人創造性地将 GFP 分别在大腸杆菌和秀麗隐杆線蟲細胞中表達，并得出結論，GFP 發光并不需要其他底物或者共同作用因子，是以可以用于在活體中監測基因表達和蛋白質的定位。
2008 年，下村修、Martin Chalfie 和錢永健因為發現和改造綠色熒光蛋白而獲得了當年的諾貝爾化學獎。現如今，GFP 蛋白已經成為科學家常用的工具之一，應用推廣到諸多研究領域，科學家們也發現了更多可以發光的蛋白。
而除了科學研究領域之外，也有科學将其應用到了植物中，想要創造可以發光的植物。近日，合成生物學公司 Light Bio 創始人 Karen Sarkisyan 在社交媒體上宣布，其首個自發光的觀賞植物矮牽牛花正在商業化，目前進入了衆籌階段。
将發光基因導入到植物中并不是新鮮事，此前就有科學家将細菌中的發光基因導入到植物中，但是其亮度微弱，持續性差，而Light Bio 使用的發光基因來自一種名為Neonothopanus nambi的真菌，其亮度是使用細菌基因植物的十倍。
2020 年，俄羅斯科學院的 Karen Sarkisyan 和 Ilia Yampolsky 在Nature Biotechnology上刊文，介紹了這一成果。真菌發光過程的關鍵物質是一種叫做咖啡酸的有機分子，它存在于所有植物中，在兩種酶的作用下，咖啡酸被轉化為發光前體，然後在第三種酶的作用下，産生一種能夠發出光子的氧化分子。
圖丨真菌生物發光系統的特征（來源：Nature Biotechnology）
其實早在 2017 年，Ilia Yampolsky 就參與創立了另一家發光植物公司 planta.bio，2019 年 Karen Sarkisyan 和 Ilia Yampolsky 又創立了 Light Bio ，旨在開發和商業化新型生物發光技術和全球市場上的活發光植物， 這一次他們還拉上了另一位在生物發光領域的傑出教授 Keith Wood。
圖丨Light Bio 創始人（來源：Light Bio）
Keith Wood 在生物發光領域發表了 100 多篇論文，擁有 170 多項已授權專利，在加入 Light Bio 之前，他曾在 Promega 擔任研發主管，開發并商業化了多種現代發光技術，在世界各地廣為使用。
而發光植物也不光可以用來觀賞，還可以為科學家提供一種觀察植物内部運作的新方法，發光植物可以在生命周期中不斷發光，導入的發光基因并不會影響植物的正常發育，發光現象在植物的葉子、莖、根和花中可以用肉眼觀察到，年輕的植物比年長的植物發光更亮，花朵是最亮的部分，如果光亮消退或者流動，暗示着可能發生了未知的内部活動，基于這些現象，科學家們可以肉眼觀察到植物的生理變化。
Light Bio 表示，“我們通過将合成生物學應用于生命光的自然多樣性，在生物發光方面創造了新的能力，為基礎研究、工業流程和消費品提供了新的解決方案。”在上述發表的論文中，發光的植物是煙草，而現在 Light Bio 衆籌的植物是矮牽牛花，他們還表示長春花、玫瑰等物種都可以用同樣的方式進行改造。
如果你有一顆會發光的植物，你會将它種在何處？窗前還是花園？有一個網友留言道，“I want plant it before my tombstone，and tell everyone that I am still shining in the world.”（我想把它種在我的墓碑前，告訴所有人我仍然在這個世界上閃耀）。
參考資料：
https://www.light-bio.com/
https://gizmodo.com/scientists-create-glowing-plants-using-bioluminescent-m-1843106435
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