创始人李仁汉博士称,灵感源于童年夏夜萤火虫落在手臂上的记忆。他希望将发光植物应用于文化旅游、夜间经济和城市公园照明,打造类似《阿凡达》世界的奇幻景观,同时实现节能减碳。
数百万年来,萤火虫依赖精确的化学芭蕾舞来在夏日黄昏中发出求偶信号。与此同时,深林真菌会发出幽灵般的发光,吸引传播孢子的昆虫。现在,生物技术正借用这些古老的进化技巧,重新定义我们的城市路灯。
中国研究人员最近报告了通过基因工程改造的活体发光花朵。通过从萤火虫和生物发光真菌中借鉴DNA,科学家们实际上将普通植物转变为自我维持的灯笼。
生物技术公司Magicpen Bio的研究人员最近设计了二十多种植物,使其在黑暗中发出稳定可见的光。兰花、向日葵和菊花现在可以完全自主发光,不需要电力,这与传统路灯不同。
未来城市可以不再依赖市政路灯那刺眼且耗能的强光,而是用生物发光植物照亮公园和人行道,这些植物只需用水和化肥即可。
这些发光花园的灵感源自数十年前的中国农村。在李仁汉博士创办前沿生物技术初创公司并获得中国农业大学博士学位之前,他只是一个惊叹于自然世界的男孩。
“我出生在乡下。那时候,我家没钱,晚上只能躺在祖父的竹林吊床上降温。萤火虫经常落在我的手臂上,“李博士告诉欧洲新闻。
多年后,在学习基因编辑时,李博士开始思考,是否能将使萤火虫发光的遗传指令植入向日葵的DNA中。
他组建了一支团队来查明真相。
“我们想把动物的基因,比如萤火虫的基因转移到植物中,这样它们也能在夜间发光。我们致力于将这项技术带入文化旅游和夜间经济领域。想象一个黑暗中满是发光植物的山谷,就像把'阿凡达'世界带到地球一样,“李解释道。
活光的生物学
植物究竟是如何产生自己的光的?生物发光本质上是一种化学反应。在萤火虫和发光的蘑菇中,一种酶作用于发光分子,释放出可见光子的能量。Magicpen Bio的研究人员成功分离出了导致该反应的特定基因序列。他们利用先进的基因编辑技术,小心地将这些序列插入普通植物的基因组中。
结果是一个持续产生必要酶和分子以产生柔和自然光辉的活体。这些植物最近在北京中关村论坛上首次公开亮相。震惊的研究人员和访客检查了实验标本,观察到明亮的菊花和兰花。
这些改造植物无需特殊护理,也无需夜间在紫外线灯下充电。它们完全依靠自身的生物学本能运作。
李云指出:“除了旅游,我们还可以在城市公园使用它们,无需电力。”“这些植物不需要电。它们只需要水和肥料。它们节省能源、减少排放,并且能在夜晚点亮城市。”
辉煌植物的黄金时代
这项工作使Magicpen Bio处于全球生物照明基础设施运动的前沿,但他们并非孤军奋战。随着爱达荷州生物技术初创公司Light Bio于2024年商业发布“萤火虫矮兔”,对生物工程光的兴趣激增。Light bio的矮牵牛花也利用了蘑菇基因来实现发光效果。
然而,Magicpen Bio的项目规模截然不同。此前的工作主要集中在单一物种,准备用于客厅窗台,李的团队已成功改造了二十多种不同的植物品种。他们的最终目标是让整个公共空间和山谷中充满魔法般的绿意。
其他科学家则从完全不同的角度探讨同一启发性问题。去年,华南农业大学的另一组研究团队制作了夜光多肉植物。他们没有操作DNA,而是将金属纳米颗粒(如锶和铝)注入植物叶片。多肉植物白天吸收阳光,夜间则持续发出余晖。