Em 2020, uma pesquisa liderada pelo bioquímico Ilia Yampolsky e o biólogo sintético Karen Sarkisyan gerou um artigo que foi publicado no periódico Nature Biotechnology.
A pesquisa conseguiu trazer bioluminescência às folhas do tabaco por meio de quatro genes retirados do fungo Neonothopanus nambi, um fungo originário do Vietnã e que possui características de bioluminescência por meio da produção de algumas enzimas que geram o efeito por reações químicas.
“Há várias possibilidades que podem levar a um aumento na emissão de luz”, diz Yampolsky à revista Pesquisa Fapesp. “Elas incluem tanto aumentar o fluxo de ácido cafeico na rota biossintética desejada quanto a taxa de biossíntese dessa substância e otimizar as enzimas do próprio sistema bioluminescente.”
O estudo de 2020, então, apresentou esses avanços.
“Plantas autoluminescentes projetadas para expressar um cluster gênico de bioluminescência bacteriana em plastídios não têm sido amplamente adotadas devido à baixa produção de luz. Nós projetamos plantas de tabaco com um sistema de bioluminescência fúngica que converte ácido cafeico (presente em todas as plantas) em luciferina e relatamos luminescência autossustentada que é visível a olho nu”, explica a equipe de pesquisadores no abstrato do artigo.
Após isso, houve novos avanços, e a pesquisa avança para plantas com grandes usos domésticos, e não só na folha do tabaco como a pesquisa original. O tabaco havia sido utilizado por ser fácil de reproduzir e crescer facilmente.
Petúnias brilhando no escuro
Após esses avanços, está cada vez mais próxima a realidade de se cultivas petúnias que brilham no escuro. Em um primeiro momento, parece algo estranho. Mas elas são estranhamente bonitas.
Sarkisyan é cofundador da empresa Light Bio, cuja sede é em Idaho, nos Estados Unidos. A empresa consegiu, recentemente, a permissão do Departamento de Agricultura dos EUA para vender petúnias bioluminescentes e planeja iniciar as vendas já nos primeiros momentos do ano de 2024.
“Estamos usando um sistema natural retirado de um fungo que geralmente é encontrado em florestas tropicais e transferindo-o para as plantas”, disse ao Wired Sarkisyan.
Karen Sarkisyan é biólogo sintético do Imperial College London, localizado na cidade de Londres, no Reino Unido e ambos os cientistas à frente do estudo citado são pesquisadores do Instituto de Química Bio-orgânica Shemyakin-Ovchinnikov, em Moscou, na Rússia.
Entre peixes, águas-vivas, vermes, anfíbios, artrópodes e cogumelos, há cerca de 1500 espécies bioluminescentes em todo o mundo. Geralmente, esse efeito ocorre quando uma substância chamada luciferina reage com o oxigênio por meio de uma enzima chamada de luciferase. A reação libera energia na forma da luz.
A Light Bio foi fundada por uma sociedade de Sarkisyan com o químico Keith Wood. Na década de 1980, Wood participou do grupo que criou a primeira planta geneticamente modificada por meio dos genes de vaga-lumes. Entretanto, as plantas precisavam ser pulverizadas com um produto químico para produzir a bioluminescência, e produziam um brilho bem fraco.
Novos estudos surgiram com o tempo tentando aplicar a bioluminescência. Mas foi somente a partir do estudo de Yampolsky e Sarkisyan que as evoluções passaram a ser mais impressionantes.
Ao Wired, Wood explicou que os projetos anteriores de bioluminescência em plantas não deram certo porque, segundo ele, “as pessoas querem plantas que brilham intensamente sem quaisquer tratamentos ou requisitos incomuns”.
A nova maneira de se criar a bioluminescência nas plantas consegue coordenar a reação com o sistema metabólico da planta. Assim, pode se produzir a luz sem a necessidade de intervenções externas. A tarefa se provou muito mais difícil do que se imaginava.
As petúnias criadas pelos cientistas geram luz durante todo o seu ciclo de vida. As flores brilham ainda mais.
“A luz permite que você veja quase no núcleo espiritual dessas plantas”, diz Wood ao Wired.
