Биолюминесценция лежит в основе ряда ключевых репортерных систем, используемых в биологии и медицине. Наиболее значимым ограничением существующих биолюминесцентных технологий является необходимость добавления к образцу синтетического субстрата для испускания света. Эта необходимость ограничивает применение существующих методов инвазивными лабораторными исследованиями. Недавно нашим научным коллективом были сделаны открытия, которые привели к появлению первой технологии эукариотической автономной биолюминесценции – то есть свечения, которое не требуют добавления синтетического субстрата извне, а основывается на его биосинтезе in situ. Эти новые технологии открывают возможности для создания организмов, сообщающих о практически любых физиологических событиях с помощью испускания света. Например, такие организмы могут использовать биолюминесценцию для визуализации патологического состояния, в долгосрочных неинвазивных исследованиях, для визуализации инфекций у растений и животных в реальном времени или для изучения физиологии растений и животных в их естественной среде, вне лабораторных условий. Однако, в настоящее время существующие технологии автономной биолюминесценции все еще далеки от уровня зрелости, необходимого для этих новых применений. В частности, эти технологии не подходят в качестве количественных репортеров, поскольку эмиссия света зависит как от экспрессии генов, так и от активности метаболизма. Настоящий проект направлен на преодоление этих ограничений путем систематической молекулярной инженерии ферментов автономной биолюминесценции. Проект приведет к разработке молекулярных инструментов, которые решат проблему зависимости биолюминесценции от метаболической активности и позволят проводить количественные измерения физиологических параметров с помощью биолюминесценции.