【生活智庫】中國生物工程博士 研製會發光的植物取代電力照明

中國安徽一名科學家應用生物工程技術,將螢火蟲和藻類的發光基因轉移至植物細胞,令植株可以不用電而綻放光芒。這種可望取代燈光、節省能源和減少碳排放的「發亮植物」,靈感來自童年時常與他作伴的螢火蟲。

經基因改造的螢光植物。(圖片來源:CGTN via AP)
經基因改造的螢光植物。(圖片來源:CGTN via AP)

研發發光植物專利技術的李仁漢博士是安徽合肥人,他說研究的靈感來自小時候在鄉間看見的螢火蟲:「我在山區鄉村出生和長大,小時候家裡很窮,晚上因為沒有燈,我沒事可做,唯一能夠做的就是在爺爺種的竹林裡掛起吊床乘涼。夏天晚上螢火蟲飛舞,常常會降落在我的手臂。」這樣夢幻的畫面教他念念不忘。

大學時期,李仁漢主修科學,接觸到基因編輯,他開始思考:可不可以將螢火蟲的發光機制轉移到植物之上?他用基因編輯技術,將螢火蟲和一些發光菌類的發光基因轉移至植物細胞上,令植物釋放內源的光。經過532次實驗, 2024年7月18日,第一株自發光植物在實驗室中綻放微光。到第二代實驗,團隊又經歷了幾千次試驗,把亮度提升至肉眼清晰可見。

2023年,他還是中國農業大學博士生,創立了神筆生物科技公司(Magicpen Bio),研發和量產發光植物,至目前為止,有20種植物,包括蘭花、向日葵和菊花等被改造成可發光。北京、青島等地的公園和主題樂園都放置了他的發光植物。

圖片來源:新華社
圖片來源:新華社
青島一個海底主題公園裡的螢光瀑布由發光植物造成。(圖片:神筆生物)
青島一個海底主題公園裡的螢光瀑布由發光植物造成。(圖片:神筆生物)

李仁漢在傳媒訪問裡談及團隊面對的技術困難:「不同植物對基因導入的條件差異極大。就像中國人和外國人的飲食習慣不一樣,每種植物所需的營養成分各有不同,技術壁壘極高。」

此外,動物、真菌、微生物的發光基因導入植物後,怎樣確保能在植物體內穩定表達,不受植物免疫機制排斥,並且令「外來基因」長期和可持續地留存在植物體內,不會被當成異物清除,都是重大挑戰。

研究團隊去年與國家自然博物館合作推出發光植物微展覽,讓孩子體驗合成生物學的實驗過程。(圖片:神筆生物)
研究團隊去年與國家自然博物館合作推出發光植物微展覽,讓孩子體驗合成生物學的實驗過程。(圖片:神筆生物)

發光植物的價值不只於美觀,李仁漢正積極將這技術應用在文化旅遊業和夜間經濟,他表示:「試想像,種滿發光植物的山谷就像把阿凡達的世界實現了。」他解釋,發光植物可以為公園和公眾地方提供免電、無害又安全的照明系統,能源效益極高,而且低碳排放,因為發光植物只需要水和養份。

近年,李仁漢和團隊著手研究發光植物在療癒方面的效用,又推出工具套裝,讓小學生學習和實踐合成生物學。

遺傳生物學研究人員指出,類似技術有助科學家了解疾病在細胞層面如何形成,因而可以加快研製精準藥物,改善頑疾的治療效果。在農業應用方面,早就有科學家改良了稻米中的脆弱基因,培植出新的抗蟲害稻米植株,為解決全球糧食不足問題奠下基礎。

發光植物最近在中關村論壇公開展出,研究人員示範如何讓花朵不用電而能發出光芒。(圖片:神筆生物)
發光植物最近在中關村論壇公開展出,研究人員示範如何讓花朵不用電而能發出光芒。(圖片:神筆生物)
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