Karanlık Gecelerinizi Aydınlatacak Parlayan Ev Bitkileri!

Karen Sarkisyan için, parlayan petunyalarla dolu karanlık bir odadan daha hayranlık uyandırıcı çok az şey vardır. Daha fazla insanın bu büyüyü deneyimlemesini istiyor ve 2009 yapımı Avatar filmindeki gibi biyolüminesan bitkilerle dolu bir gelecek hayal ediyor.

Imperial College London’da sentetik biyolog olan ve petunyaların arkasındaki mühendislerden biri olan Sarkisyan, “Bence karanlıkta parlayan şeylerle ilgili içsel bir heyecan duygusu var” diyor. Sarkisyan aynı zamanda bu ay ABD Tarım Bakanlığı’ndan parlayan petunyalarını ABD’de satmak için izin alan Idaho merkezli biyoteknoloji şirketi Light Bio‘nun da kurucu ortağı. Şirket bitkilerin sevkiyatına 2024 yılı başlarında başlamayı planlıyor.

Genetiği değiştirilmiş bitkiler, Neonothopanus nambi adı verilen bir tür biyolüminesan mantardan alınan DNA’nın eklenmesi sayesinde neon yeşili bir renk üretiyor. Sarkisyan, “Genellikle tropikal ormanlarda bulunan bir mantardan alınan doğal bir sistemi kullanıyoruz ve bunu bitkilere aktarıyoruz” diyor. N. nambi gün boyunca dikkat çekici olmayan kahverengi bir renkteyken geceleri ise hayalet gibi yeşil renkte parlıyor.

Bakteriler, balıklar, denizanaları, solucanlar, amfibiler, eklembacaklılar ve mantarlar dahil olmak üzere bilinen yaklaşık 1.500 biyolüminesans türü vardır. Biyolüminesans, oksijen, lusiferaz adı verilen bir enzimin yardımıyla lusiferin adı verilen bir madde ile reaksiyona girerek ışık şeklinde enerji ürettiğinde doğal olarak üretilir. Bu süreç, bakteriler hariç çoğu organizmada tam olarak anlaşılamamıştır.

2018 yılında Sarkisyan, N. nambi’de ışık yaymasını sağlayan enzimleri tanımlayan uluslararası bir bilim insanı ekibinin parçasıydı. İki yıl sonra, bu enzimlerin genlerini, yetiştirilmeleri kolay olduğu ve hızla büyüdükleri için kullanılan tütün bitkilerine yerleştirdiklerini açıkladılar. Elde edilen bitkiler yapraklarında, gövdelerinde, köklerinde ve çiçeklerinde yeşil ışık yaydı.

Sarkisyan, 1986 yılında ateş böceklerinden alınan bir geni kullanarak genetiği değiştirilmiş ilk parlayan bitkiyi yaratan bir grup bilim insanı arasında yer alan kimyager Keith Wood ile birlikte Light Bio’yu kurdu. Kaliforniya Üniversitesi, San Diego’dan ekip, keşiflerini Science dergisinde yayınladı. Wood, parıltı sönük olsa da “o zamanlar gerçekten yeni bir şeydi” diyor.

Ancak bitkiler kendi başlarına parlayamıyordu. Bunun yerine, biyolüminesans üretmek için gerekli olan özel bir kimyasalın püskürtülmesi gerekiyordu – ateş böceklerinden elde edilen lusiferin.

Yıllar sonra, MIT’deki araştırmacılar, ateşböceği enzimlerini dağıtım sistemi olarak kullanılan nanopartikül adı verilen küçük malzemelere paketleyerek bu kimyasalla bitkiler üretti. Parçacıkları bir çözelti içinde askıya aldılar ve ardından bitkileri bu sıvıya daldırdılar. Bu da bitkilerin birkaç saat boyunca parlamasını sağladı. Wood, bu fikrin ticari olarak tutmadığını, çünkü “insanların olağandışı bir işlem ya da gereksinim olmadan parlak bir şekilde parlayan bitkiler istediğini” söylüyor.

2010 yılında Stony Brook Üniversitesi’ndeki bilim insanları kendi kendine parlayan bir bitki üretmek için biyolüminesan deniz bakterilerinden alınan genleri kullandılar, ancak üretilen ışık donuktu. Bu keşiften yola çıkan girişimci Antony Evans, 2013 yılında farklı bir bakteri türü kullanarak “elektriksiz parlayan bitkiler” yaratmak için bir Kickstarter kampanyası başlattı. Bağış yapan herkese kendi parlayan bitkilerini yetiştirmeleri için tohum sözü verildi. Proje Kickstarter’da yaklaşık yarım milyon dolar topladı ve istilacı zararlılar haline gelebilecek genetiği değiştirilmiş bitkilerin potansiyel olarak büyük ölçekte serbest bırakılmasıyla ilgili endişelere yol açtı.

Evans’ın şirketi Taxa Biotechnologies yıllarca uğraştıktan sonra vaadini yerine getiremedi. Bitkilerin kendi kendilerine parlamasını sağlamanın başlangıçta göründüğünden daha zor olduğu ortaya çıktı. Yeni özelliklere sahip bir bitki tasarlamak, yeni genetik parçalar eklemek kadar basit değildir; bu parçaların konakçıya gerçekten entegre olması gerekir. Ateşböceği ve bakteri genleri bitkilerde iyi çalışmadı.

Sarkisyan ve Wood bu sorunu çözdüklerini düşünüyorlar. Keşfettikleri mantar biyolüminesans yolunun, ışık üretmek için bitkinin kendi metabolik sistemiyle koordine edilebileceğini söylüyorlar. Süreç, bitkilerde hücre duvarı yapmak için bol miktarda bulunan kafeik asit adlı bir molekülü içeriyor. Aynı zamanda dört farklı enzim tarafından lusiferine dönüştürüldüğü mantarlarda da bulunur. Light Bio’nun bitkisi bu enzimleri üreten genlerle tasarlandı.

Ortaya çıkan bitkilerin daha önceki bitkilerden daha parlak parladığını iddia ediyorlar. Petunyalar bitkinin tüm yaşam döngüsü boyunca ışık yayıyor, ancak çiçekler özellikle parlak. Wood, “Işık neredeyse bu bitkilerin ruhani özünü görmenizi sağlıyor” diyor.

Dünya çapında bir düzineden fazla genetiği değiştirilmiş gıda mevcutken, mavi bir gül ve mor karanfillerin çeşitli tonları da dahil olmak üzere sadece birkaç süs bitkisi piyasaya çıktı.

ABD’de hükümet, genetiği değiştirilmiş yeni bitkiler veya mahsuller sunmak isteyen şirketlerin başvurularını inceliyor. Light Bio’nun petunyası söz konusu olduğunda USDA, normal ekili petunyalara kıyasla tarım için haşere veya hastalık sorunları yaratma olasılığının bulunmadığına ve laboratuvar ortamı dışında güvenli bir şekilde yetiştirilip üretilebileceğine karar verdi.

North Carolina State Üniversitesi Genetik Mühendisliği ve Toplum Merkezi’nin eş direktörü Jennifer Kuzma, kurumun bitkinin potansiyel çevresel ve ekolojik riskleri konusunda daha resmi bir değerlendirme yapmamış olmasından endişe duyduğunu söylüyor. Biyolüminesans doğal olarak meydana gelse de, parlayan bitkiler buna alışık olmayan böcek ve hayvanların davranışlarını etkileyebilir. “Bu, bunların ne kadar yaygın olarak yetiştirildiğine ve daha vahşi bir şekilde yerleşip yerleşmeyeceğine bağlı” diyor.

Light Bio, USDA’ya yaptığı başvuruda, petunyaların normalde insanların evlerinde, işyerlerinde veya botanik bahçelerinde yetiştirildiğini ve burada “yapay aydınlatmadan kaynaklanan gece aydınlatmasının, otomatik ışıldayan petunyalardan kaynaklanan ışık emisyonunu çok aştığını” söyleyerek bu endişeyi ele aldı.

Wood, Light Bio’nun ticari üretimini artırdığını ve müşterilerin artık bir bitki rezerve etmek için kaydolabileceğini söylüyor. Bekleme listesinde şimdiden 10.000’den fazla kişi bulunuyor. Wood, şirketin fidanlıklara ve bahçe merkezlerine yayılmadan önce bitkileri önümüzdeki ilkbaharda sınırlı bir sürümle çevrimiçi olarak satmayı planladığını söylüyor. Wood ve Sarkisyan daha fazla süs bitkisi türü üretmek istiyor ve onları daha da parlak hale getirmek için çalışıyorlar.

Stanford Üniversitesi’nde biyomühendislik doçenti olan Drew Endy, şirketin ilk prototiplerinden bazılarını görmüş ve Light Bio’nun biyolüminesan bitkiler fikrini yeniden canlandırmasından heyecan duyuyor. On yıl önce başarısız olan Kickstarter projesine katkıda bulunanların sayısının halkın ilgisini gösterdiğini söylüyor. “İnsanlar tuhaf ve yüce olanı dilediler ve bir şeyin parçası olmak istediler” diyor.

Eleştirmenler parlayan bir ev bitkisinin amacının ne olduğunu merak edebilir. Endy, sert yapay aydınlatmanın yerini almak gibi faydacı kullanımlar hayal edebiliyor. (Paris’teki bir girişim, üstün hava temizleme özellikleriyle tartışmasız daha işlevsel bir ev bitkisini genetik olarak tasarlıyor). Ancak bitkilerin sadece havalı olmasının daha iyi bir cevap olduğunu düşünüyor. “İnsanları biyoteknolojiyi bir merak konumundan deneyimlemeye davet ediyorlar” diyor.

Eğer şirket ürününü pazara sunma konusunda başarılı olursa, Endy bu tür biyoteknoloji hakkında daha büyük bir toplumsal tartışma yaşanacağını tahmin ediyor: “Komşunuzun bahçesinde parlayan petunyalar olduğunda ya da anaokulu öğrencileri biyolüminesan petunyalarını suladığında nasıl olacak?”

Editör: Nur Bersun Aynur – 20.09.2023