Unohda kynttilät.

Uudet valotekniikat tulevat joulukuusiinkin. Jos haluat ihailla täysin synteettistä ja mahdollisimman teknistä puuta, oikea paikka on tänä vuonna Australian Melbourne. Se pyrkii maailman joulumetropoliksi pystyttämällä tekokuusen, jossa on kymmenentuhatta ledilamppua.

Jos taas haluat elävän mutta futuristisen joulupuun, joudut odottamaan vähän aikaa. Puuta, jonka neulaset hohtavat valoa, vasta suunnitellaan. Ratkaisua haetaan uudelta monitieteiseltä tutkimusalalta: synteettisestä biologiasta. Sen ideana on koota eläviä "koneita" biokomponenteista samaan tapaan kuin elektroniikkaa kasataan elottomista osista.

Valovoimaa meribakteerilta

Valopuuta ovat ideoineet esimerkiksi brittiläisen Cambridgen yliopiston kasvitieteen opiskelijat. Yhdeksänhenkinen joukkue osallistui synteettisen biologian kansainväliseen opiskelijakisaan, jota Massachusettsin tekninen yliopisto on jo monta vuotta järjestänyt alaa edistääkseen.

Cambridgelaiset hakivat valovoimaa Vibrio fischeri -meribakteerista, joka majailee Euprymna scolopes -mustekalan valoelimissä. Bakteeri tuottaa sinistä hohdetta, joka alhaalta katsoen sulautuu ylhäältä siilautuvaan kuunvaloon. Näin mustekala piiloutuu öisessä meressä uivilta saalistajilta.

Opiskelijat siirsivät Vibrion valogeenejä biologien lempipöpöön, kolibakteeriin. Lasillinen siirtogeenisiä bakteereita ravintoliemessään loisti niin, että valossa kuulemma pystyi lukemaan.

Työnsä teoriaosassa joukkue ideoi vauhdikkaita sovelluksia, kuten itsevalaisevia puita, joilla voi korvata katuvalot. Päivällä puu keräisi energiaa fotosynteesillä ja pimeään aikaan tuottaisi valoa.

Britannian media kehitti heti jatkoidean: tehdään itsevalaiseva joulukuusi, niin ei tarvitse sählätä kynttilöiden kanssa.

Valopuuta on kaavailtu muuallakin. Esimerkiksi viisi jatko-opiskelijaa Hertfordshiren yliopistosta on laatinut suunnitelman geenien siirtämiseksi douglaskuuseen meduusoista tai tulikärpäsistä.

Valogeeni osataan siirtää

– Valogeenin siirtäminen kuuseen on periaatteessa mahdollista, sanoo professori Matti Karp Tampereen teknillisestä yliopistosta. Hän on tutkinut bioluminesenssia kolmekymmentä vuotta.

– Jo kauan sitten on tehty valaiseva tupakkakasvi. Myös eläimiin on saatu geeninsiirrolla bioluminesenssia, josta jouluinen esimerkki on fluoresoiva porsas.

Sian alkioihin on nimittäin siirretty meduusan geenejä. Näin professori Wu Chinn-Chihin johtamat Taiwanin kansallisen yliopiston eläintieteilijät ovat tuottaneet possuja, jotka reagoivat siniseen valoon hehkumalla vihreää. Päivänvalossakin ne vihertävät hieman, mutta muuten ne näyttävät tavallisilta sioilta. Hiljattain sama saatiin aikaan kissalla.

On siis ainakin periaatteessa mahdollista, että joskus näemme jouluasetelman, jossa itsevalaisevan joulukuusen juurella röhkii fluoresoiva joulupossu.

Tietenkin tällaisten siirtojen takana on tieteellisempiäkin tavoitteita. Valaiseviksi tehdyt solut ovat biotekniikan työjuhtia. Valo antaa tarkkaa ja reaaliaikaista tietoa solun toiminnasta ja esimerkiksi lääkkeiden vaikutuksesta.

Stoppia neulasten irtoilulle

Itsevalaiseva puu ei viehättäne jokaista. On varmasti ihmisiä, joiden mielestä havut ovat kauneimmillaan kynttilänvalossa. Ehkä futuristit ja traditionalistit ovat kuitenkin yhdestä asiasta yhtä mieltä: hyvän joulupuun neulaset eivät varise ennen aikojaan.

Neulaspidon parantaminen on ollut yhtenä jalostustyön tavoitteena suurissa joulupuumaissa, kuten Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Tanskassa. Ilman kasvinjalostustakin neulasten pysyvyyttä voi kuitenkin petrata kemian keinoin.

Kasvit tuottavat etyleeniä, vauhdittajakaasua, jonka tiedetään kypsyttävän hedelmiä ja nopeuttavan kukkien kukkimista. Se saa myös Pohjois-Amerikassa suositun joulupuun, palsamipihdan, pudottamaan neulasensa, havaitsivat Kanadan Lavalin yliopiston ja Nova Scotian maatalousopiston tutkijat. Testioksien kesto piteni runsaasta kuukaudesta liki kolmeen, kun niille annettiin 1-mcp:tä ja avg:tä, aineita, joilla parannetaan hedelmien ja kukkien säilyvyyttä.

1-mcp on kaasu, jolla joulupuita voisi suojata kuljetuksen aikana. Avg:tä taas voi liuottaa kasteluveteen ja voisi periaatteessa käyttää myös kotona.

Muotovalioita kloonaamalla

Valtamielipide lienee sekin, että kaunein joulupuu on mahdollisimman säännöllisen ja symmetrisen muotoinen.

Tanskalaiset ovat yhdessä saksalaisten kanssa tutkineet kaukasianpihdan kloonaamista. Tavoitteena on saada viljelmältä vain valiomuotoisia puita ja vähentää hukkaprosenttia. Aihe kiinnostaa, koska vähämetsäinen Tanska vie yli kymmenen miljoonaa joulupuuta vuodessa. Tanskalaisia puita tuodaan Suomeenkin jonkin verran.

Joulupuiden kasvatusta palvelee myös kuusen perimän selvittäminen. Uumajan kasvitutkimuskeskus Ruotsissa johtaa kansainvälistä tutkimushanketta, jonka tavoitteena on kartoittaa kuusen genomi. Kahden vuoden päästä on tarkoitus saada valmiiksi ainakin karkea kartta.

Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri ja tietokirjoittaja. 

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2011