Биолюминесценция —  способность живых организмов самостоятельно светиться за счёт внутренних химических реакций, не требующая предварительного попадания на них света. Встречается у бактерий, грибов и некоторых животных (чаще у насекомых, водных обитателей и червей). Известно, что специальный пигмент люциферин окисляется под действием кислорода и катализатора фермента люциферазы — создаёт продукт окисления в возбужденном состоянии, который, разряжаясь, излучает видимый фотон света. Такое свечение не требует электричества и не оказывает негативного влияния на окружающую среду. Поэтому учёные и биоинженеры занимаются исследованиями, чтобы применить биолюминесценцию на благо человека.

Несколько лет назад российские биологи уже создали первое стабильно светящееся растение –  табак, закодированный генами грибов. Открытие мировые СМИ окрестили «растениями из Аватара». Полученные растения уже тогда производили более миллиарда фотонов в минуту, свечение было видно невооружённым взглядом. При этом светилось всё: стебли, листья, цветы и даже корни. После табака последовали работы с другими культурами, в частности, с петуниями. Ожидается, что биолюминесцентное комнатное растение появится на рынке США уже в этом, 2024 году.

Петуния-светлячок ярко светится и не нуждается в специальном питании благодаря группе генов биолюминесцентного гриба Neonothopanus nambi. Реакция, вызывающая свечение у гриба, основана на кофейной кислоте, которую производят и наземные растения. Петуния с генами гриба производит ферменты, которые превращают кофейную кислоту в светоизлучающую молекулу люциферин, а затем перерабатывают ее обратно в кофейную кислоту, обеспечивая устойчивую биолюминесценцию. Специалисты выбрали петунию целенаправленно: она широко используются в качестве декоративных растений и при этом не считается инвазивным видом. Таким образом, вероятность распространения модифицированных генов на местную флору и нарушения экосистем должны быть минимальными.

Соавторами по исследованию генно-инженерных растений и конкретно петунии российских биологов из Института биоорганической химии (ИБХ РАН) выступили зарубежные коллеги из Imperial College London и компаний Promega и Light Bio (США). В России на сегодня запрещено выращивание и продажа ГМО-растений. «Но у наших зарубежных коллег имеются действующие в РФ патенты на эту технологию, и как только регуляции ГМО будут смягчены в нашей стране законодательно, мы планируем начать продажи и в России», – говорит Илья Ямпольский, учёный ИБХ РАН. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.