Новости искусства

Бoтaники из Гeрмaнии, был в сoстoянии пoлучить пoлнoстью oкрeмнeнныe цвeты. Чтoбы сдeлaть этo, им пoтрeбoвaлoсь, измeнить ряд гeнoв, oтвeтствeнныx зa oбoрoт крeмния в ткaняx рaстeний, и зaстaвить иx рaбoтaть в нoвoм для сeбя oкружeнии. В рeзультaтe oкрeмнeниe нaчaлaсь вмeстe с рaзвитиeм цвeтoв и прoдoлжaлaсь в течение недели. В это время, некоторые цветы полностью заместились аморфным кремнеземом — опалом. Ученые считают, что создание природных минералов реплика растений может быть весьма перспективным для декоративных целей.

Ботаники из Билефельдского университета (Германия) исследовали систему ферментов, которые регулируют метаболизм кремния в тканях растений. Они работали с моделями объекта A. thaliana, геном которого известен. И это, безусловно, способствовало создание необычного биоминерального construct, который получил три года экспериментов.

Потребление кремния через корневую систему и возложение цветов, листья и стебель из A. thaliana (A) и форма слабо окристаллизованного позором из лепестков (B). Рис. в обсуждаемые статьи в Frontiers in Plant Science, с последующими изменениями

Известно, что кремний необходим для клеток растений для нормального роста. Некоторые растения, такие как папоротники и многие однодольные, накапливается двуокись кремния в клетках, количество растительных тканях достигает 1-10%. На высшие растения, кремний регулирует рост и устраняет стрессовые воздействия (термические, химические) на клетки.

Подача кремния (синего цвета) в тычинках A. thaliana. Стрелка показывает начало экспрессии транспортеров LSi6

Растения получают кремний из почвы, где присутствуют различные формы кремния, растворенных кислот. Известно, что этот процесс регулируется группой ферментов (LSi1-6): их работа определяет баланс вина и выходной параметры кремниевых кислот. Имеют длительный срок жизни растений, например, хвойных, процесс выведения кремния в тканях может замедлить; таким образом, растение постепенно заполняется аморфным кремнием, превращается в вечный памятник себе, достигнуто разновидностей агата.

Самый известный пример этого явления — стволы окаменевший лес Петрифайд-Форест (окаменевший Лес) в штате Аризона, замещенного плохо кристаллизованным кремнеземом — кварцем, опалом, халцедоном. Но и в другие растения, может, в жизни, сформировать кремне-минеральные структуры. Таким образом, гидроокислы кремния входят в состав соломы зерновых, твердых узловатостей, и, в частности, в узлах бамбука. В междоузлиях бамбука, произрастающего в Индии, иногда образуются округлые образования немилость (гидрофана), известные под названием табашир, иногда используют ювелиры.

Работы немецких ботаников была посвящена изучению баланс кремния в клетках и транспорт его в клетки. Они ввели в геном дополнительные копии генов LSi1-6, которые отвечают за связывание и транспорт кремния внутри клетки, снаружи и между клетками. Кроме того, они были построены в участок генома, которые регулируют начале цветения, комплекс автопоезд кремния LSi6 и транскрипционного фактора. Этот транскрипционный фактор, в отличие от своего коллеги, естественно, отреагировали на освещение. В результате с начала цветения на растение в светлое время суток, с высокой интенсивностью сделано кремния. Так как удаление было абсолютно нулевой, то он остался в растение. Ученым удалось получить от зацветающих растений в большинстве тканей, цветов и частично в листьях и стеблях активно отлагался аморфного кремния.

Из-за крайне высокой скорости обмена веществ во время формирования цветов, весь процесс замены клеток растений кремния занимает от двух дней до 1 недели. За неделю, лепестки, тычинки и пестик почти полностью замещались варианты немилость.

Один из опаловых экземпляров цветов A. thaliana, выращенных в лаборатории. Фото на веб-сайте ebay.co.uk

До тех пор, пока не удалось до конца настроить процесс окремнения, потому что из-за неравномерности экспрессии транспортеров кремния в различные ткани, процесс останавливается. Тем не менее, многие полностью опаловых цветов все-таки удалось увеличить. Ученые сделали для вас из двух экземпляров этих цветов незабываемые украшения. Тем не менее, это первые ювелирные изделия, полученные с помощью биоинженерии.

Ясно, что изменение минерального обмена в растениях, — это прямой путь к созданию полезные ископаемые реплики растений. Каменные цветы теперь возможно создать в лаборатории биохимических; перспективным поиск путей, чтобы получить железо-магний цветов, но, также, цинк, хром, молибден. Для всех этих элементов, растения система внутриклеточного транспорта. Знаменитая Хозяйка медной горы, будет вынужден уступить свое место современным генетикам.

Источник: Мухаммад Сформулировал Фарук and Karl-Josef Dietz. Силикон как Универсальный Player in Plant and Human Biology: Overlooked and Poorly Understood // Frontiers in Plant Science. 2016. Ст. 2. P. 172-178.

Елена Наймарк