Planta bioluminescente?
A petúnia “vaga-lume” teve sua comercialização liberada nos Estados Unidos em 2024, com a venda de 50 mil mudas no mesmo ano. O seu diferencial? Ela brilha no escuro. E, diferente da fluorescência ou fosforescência, que é decorrente da capacidade de absorver a luz e emitir essa energia absorvida novamente em forma de luz (como os famosos adesivos de estrelinhas coladas nas paredes dos quartos), a petúnia possui maquinaria para a emissão de luz própria, como resultado da engenharia genética.
Bioluminescência: seres que brilham no escuro
Seres bioluminescentes são aqueles capazes de produzir luz na faixa visível por meio de reações químicas geradas no próprio organismo. Nesta reação, há quebra da luciferina, catalisada pela enzima luciferase, resultando na liberação de energia em forma de fótons, produzindo luminosidade. Acredita-se que a bioluminescência tenha funções como atrair presas, evitar predadores, ou como estratégia para atrair parceiros para o acasalamento.
O termo luciferina, do latim lucifer, significa “aquele que traz a luz”. Na ciência, esse termo é utilizado para se referir a um conjunto de moléculas com estruturas variadas que compartilham uma função: a geração de luminosidade.
Os organismos bioluminescentes são comuns em oceanos. Dessa forma, essa habilidade de liberação de luz é encontrada em diversas espécies de peixes, bactérias, algas e cnidários. No ambiente terrestre, o exemplo mais clássico é o de vagalumes, além de dezenas de espécies de fungos. Já entre as plantas terrestres, não há ainda descrição de espécies que naturalmente produzem bioluminescência.
A criação da petúnia brilhante:
A petúnia “vagalume” foi desenvolvida pela inserção de genes de Neonothopanus nambi, um cogumelo bioluminescente tropical originário do Vietnã. Diferente da cadeia de reações químicas encontradas em bactérias bioluminescentes, a via utilizada por este cogumelo tem como componente o ácido cafeico, encontrado naturalmente nas plantas terrestres.
Dessa forma, o que os cientistas fizeram foi introduzir quatro genes relacionados à bioluminescência neste cogumelo, de modo a conduzir a planta a produzir luminosidade a partir do desvio do ácido cafeico para a via de produção de bioluminescência. Ou seja, em vez de apenas inserir genes necessários para a bioluminescência, fez uso de um circuito bioquímico já existente na planta, redirecionando o ácido cafeico a via da bioluminescência. O ácido cafeico utilizado é ainda reciclado pela própria planta, criando um ciclo auto sustentável de emissão de luz.
Além da decoração aplicações na saúde e meio ambiente
O uso da bioluminescência vai muito além da estética de plantas. Em testes pré-clínicos, células tumorais podem ser marcadas por meio da bioluminescência, permitindo a observação do avanço da doença em tempo real de forma não invasiva, contribuindo para o estudo e desenvolvimento de novos fármacos. Ainda, cientistas buscam implementar o sistema de bioluminescência para sinalização de estresse em plantas de grande escala, a fim de auxiliar na intervenção para a manutenção da plantação. Ainda, bactérias modificadas podem servir como biossensores de poluentes, como metais pesados, por meio da emissão de luz em contato com estas substâncias. Já do ponto de vista da sustentabilidade, bactérias bioluminescentes poderiam ser utilizadas, no futuro, para a iluminação pública.
Ainda que estejamos dando os primeiros passos para o domínio da propriedade de bioluminescência, essa tecnologia representa diversos horizontes para o desenvolvimento na área da saúde e sustentabilidade. Da mesma forma, a investigação sobre a segurança no seu uso são essenciais para uso responsável e ética.
Referências bibliográficas:
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Por: Natsumi Mizogami
