Погоня за голубой розой идет давно. Сам факт, что чего-то не существует и что-то не может существовать в природе, порождает множество нелепых попыток воплотить это в жизнь. В лепестках роз полностью отсутствует дельфинидин – пигмент, отвечающий за окраску в синий цвет. Никакая гибридизация этого не изменит. Тем не менее история полна легенд. В XII веке некий садовник утверждал, что вырастил куст синих роз, но его разоблачили, увидев, как он подмешивает индиго
[18] в воду для полива. Или знаменитый ирландский садовник в четвертом поколении, который сумел вывести синюю розу, но отец которого уничтожил цветок, боясь, что тот «развратит вкусы народа». Питер Хендерсон, автор книги «Practical Floriculture» («Практическое цветоводство») и еще нескольких книг для флористов, изданных в конце XIX – начале XX века, любил разоблачать шарлатанов, продающих молодые розы, которые якобы должны вырасти синими, но, расцветая, оказывались самой обычной расцветки: желтыми, красными, розовыми или белыми.
Чтобы вывести синюю розу, придется оставить старомодные, неуклюжие способы, которыми пользовался Лесли Вудриф, – верблюжьи кисточки и стеклянные бутылки – и попытаться пересадить розе гены другого вида. Однако для роз и это пока до конца не сработало. Оказалось, что фиолетовый цвет получить гораздо легче, чем синий, и не на розах, а на гвоздиках. Поэтому лиловые гвоздики «Florigene» продаются в «Safeway»
[19], а синие розы до сих пор существуют только на бумаге.
«Florigene» стала первой компанией в истории цветочной индустрии, предлагающей трансгенную продукцию, когда выпустила в продажу гвоздики «Лунной серии». Ген, отвечающий за синюю окраску, ученые выделили из петунии, которая для ботаников является чем-то вроде лабораторной крысы. «Если говорить об окраске, то петуния – одно из наиболее изученных растений, – рассказал мне Джон Мэйсон. – Известно множество ее мутаций, так что есть, с чем работать. Кроме того, с точки зрения генной инженерии с ней сравнительно легко иметь дело. Совместите то и другое – и получите отличное экспериментальное растение. К тому же петунию легко выращивать, у нее много семян и начали изучать ее уже очень давно».
Однако сделать синим любое растение, будь то роза или гвоздика, не так легко. Недостаточно вставить в него «синий» ген и размножать дальше. Мэйсон с коллегами пришли к выводу, что цвет лепестков определяет не наличие или отсутствие одного гена, а гораздо больше факторов. Это совсем не так просто, как взять и смешать краску на палитре.
Чтобы получить общее представление о том, как выглядит клетка растения, вообразите разрезанное яйцо вкрутую. Скорлупа – это клеточная оболочка. Белок – это цитоплазма, оживленное и тесно заполненное пространство, сделанное из желеобразного вещества. В нем находится клеточное ядро, а также различные мелкие тела, называемые органеллами, которые выполняют в клетках растений разные функции. Некоторые из этих органелл называются «хлоропласты». В них содержится хлорофилл – растительный пигмент, благодаря которому растения кажутся зелеными. В корнях и лепестках, не окрашенных в зеленый цвет, меньше хлоропластов, а в стеблях и листьях – больше. Также существуют органеллы, называемые хромопластами. Они содержат пигменты, чаще всего каротиноиды, которые отвечают за желтый и красный цвета. Представьте лист дерева, который осенью меняет цвет с желтого на зеленый. Дерево снижает выработку зеленого хлорофилла, и становится виден желтый каротиноидный пигмент, который всегда был в листе.
Теперь представьте, что яичный желток – это вакуоль, внутриклеточная полость, в которой содержатся вода, питательные вещества и метаболические отходы, а также вещества, называемые флавоноидами. В их число входят пигменты, интересующие Джона Мэйсона. Флавоноиды выполняют множество функций, но некоторые из них обеспечивают окраску от синего к розовому и от пурпурного к красному. Они встречаются только внутри заполненной жидкостью вакуоли. К примеру, флавоноиды, которые отвечают за окраску лепестков, называются «антоцианы». В эту группу входит красный или розовый пигмент цианидин, алый или кирпичный пигмент пеларгонидин и истинно синий дельфинидин. Когда вам встречается цветок с красными, пурпурными или розовыми прожилками на белом фоне, он так выглядит потому, что вакуоли некоторых клеток лишены антоцианов и кажутся белыми.
Так что во «Florigene» приступили к выделению генов, отвечающих за синтез дельфинидина, из вакуолей петунии. Потом эти гены вставляют в особые виды бактерий, которые могут проникать через клеточные стенки клеток розы и встраивать эти гены уже туда
[20]. Это не самый сложный по стандартам генетики процесс, трудности начались позже.
«Если выделить из лепестка и собрать в пробирку весь пигмент, – объяснил Джон, – то можно узнать его химический состав. Допустим, мы получили стопроцентный дельфинидин. Однако в смеси будут присутствовать и другие компоненты, так называемые дополнительные факторы. Часть из них исследована, а часть до сих пор нет. По своей химической структуре они похожи на пигменты, но не имеют цвета. Эти факторы воздействуют на пигменты, модифицируя яркость и насыщенность оттенков; их содержание может меняться от цветка к цветку». Главная проблема – отсутствие знаний о том, как дополнительные факторы будут взаимодействовать с дельфинидином. Именно поэтому ученые работают с разными сортами роз, надеясь найти тот, в который добавить синий пигмент будет проще всего.
«При этом, – продолжил Джон, – существуют другие факторы, которые также влияют на цвет. Осмелюсь сказать, что о некоторых из них мы вообще ничего не знаем, что делает ситуацию еще более загадочной. Один из известных нам факторов – это уровень кислотности [pH] в вакуоли, где находятся пигменты. Например, если измельчить наши лиловые гвоздики, поместить полученный раствор в пробирку и поднять pH, чтобы сделать среду более щелочной, то цвет изменится на синий. Дельфинидин может служить хорошим индикатором кислотности – и это одна из причин, почему так сложно найти цветы действительно синего цвета. У кислотности в вакуолях, где находится пигмент, есть свой естественный предел».
Я спросила его о гортензии, цветы которой в кислой почве синеют. «Да, это тоже связано с кислотностью, – ответил он. – Хотя по-другому. В закисленных почвах растения получают ионы алюминия, которые для большинства из них токсичны. Так что растения пытаются убрать их куда-нибудь, где они не смогут причинить вред, например в вакуоли. Там ионы алюминия взаимодействуют с пигментами, и те становятся синее. Когда речь идет о дополнительных факторах, влияющих на окраску, важно не забывать об ионах цветных металлов. Например, васильки и гималайские маки окрашены в прекрасный синий цвет. На самом деле это цветы с красным пигментом. В случае васильков пигмент взаимодействует с ионами металла, если не ошибаюсь, с магнием, который вызывает изменение цвета на синий. Никто, включая нашу группу, с ионами металлов особо не работал, так что это один из наименее изученных факторов, влияющих на цвет. Может быть, в вакуолях каких-нибудь из роз Старого света больше ионов металлов, что приводит к появлению лилового или пурпурного оттенка, – не знаю точно, но это интересный вопрос».
