I lampioni del futuro saranno le piante bioluminescenti? L’esperimento di ingegneria genetica

Un team di ricercatori dell'Imperial College di Londra, della Russian Academy of Sciences di Mosca e di una startup biotech di Mosca chiamata Planta ha  sviluppato un metodo per conferire a diverse specie vegetali (in particolare la pianta di tabacco, Nicotiana tabacum L., il cui codice genetico è molto conosciuto e hanno una crescita rapida) la capacità di bioluminescenza, cioè di emettere autonomamente luce visibile. Queste piante bioluminescenti sono state ottenute con l'ingegneria genetica, inserendo 5 geni provenienti da alcuni funghi bioluminescenti nel genoma dei vegetali riceventi, dando vita ad organismi che brillano costantemente e per tutto il loro ciclo di vita che potrebbero essere impiegati per l'illuminazione pubblica e privata a emissioni zero.

Dal punto di vista biochimico, i geni dei funghi bioluminescenti consentono alla pianta di produrre enzimi che trasformano l'acido caffeico (contenuto naturalmente in molte piante) in una molecola chiamata luciferina, che è un cosiddetto “precursore luminescente”. Quando la luciferina viene ossidata dall'enzima luciferasi in presenza di ossigeno, emette un fotone, cioè una particella di luce, e di conseguenza si produce energia sotto forma di luce visibile di colore verde. Successivamente, questa molecola viene riconvertita nuovamente in acido caffeico e il ciclo ricomincia. Proprio perché si tratta di un ciclo la pianta inizia a brillare costantemente e per tutta la sua vita.

Con questa tecnica i ricercatori sono riusciti a far produrre alle pianete una luminosità ben 10 volte superiore a quella ottenuta da esperimenti condotti in passato. Inoltre, la bioluminescenza ottenuta non è dannosa né per le piante né per gli esseri umani e non richiede manutenzione.

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Si è poi capito che due dei geni fungini coinvolti nel processo di bioluminescenza possono essere sostituiti da un solo gene in grado di svolgere la stessa funzione in alcune piante. Questa scoperta offre notevoli vantaggi nella produzione di piante bioluminescenti, poiché richiederebbe meno trasferimenti genetici e anche l'uso di un genoma più piccolo e compatto, facilitandone così l'integrazione in altre piante che naturalmente non lo possiedono.

Queste piante potrebbero essere utilizzare per illuminare parchi, strade, giardini, balconi, interni delle abitazioni ed uffici, contribuendo in maniera sostanziale alla transizione energetica e a ridurre le nostre emissioni dannose. Inoltre, uno dei prossimi traguardi su cui gli esperti si concentrano, è la creazione di piante il cui bagliore non sia solo decorativo, ma possa anche fungere da segnale per indicare il loro stato di salute. Già sappiamo, per esempio, che le parti giovani della pianta brillano di un verde più intenso rispetto alle parti più vecchie, così come i fiori.