Невероятное светящееся растение однажды заменит настольную лампу

И генетическая модификация не потребуется

Представьте, как поздно вечером вы заходите в сад, тонущий в мягком свете, исходящем от окружающей зелени. Это, конечно, не та причина, по которой учёные из МТИ взялись за разработку люменисцирующего растения, но сам концепт невероятно крут.

Под предводительством исследователя Сон-Ён Квака (Seon-Yeong Kwak), команда создала светящийся водяной кресс, не производя никаких генетических изменений. Они надеются, что однажды их открытие сможет снизить нашу зависимость от электричества.

«Наша цель — создать растение, которое может работать настольной лампой — лампой, которую не нужно втыкать в розетку. Свет получает энергию от метаболизма самого растения,» рассказывает ведущий автор проекта Михаил Страно.

В 2013 проект с Kickstarter, пообещавший генетически создать способное светиться растение, поднял шум в интернете и собрал $484,013.

Хотя тот проект официально закрыли — он подтолкнул на развитие нечто новое. В 2014 исследователи из биотехнической компании сообщили, что им удалось генетически модифицировать табак так, что он слегка светился.

Команда из МТИ пошла другим путём. В последние несколько лет лаборатория Страно работала в сфере исследований под названием “нанобионика растений”. В частности, они занимаются тем, что вводят в клетки растений наночастицы, способные выполнять определенную функцию.

Для начала эти частицы размешивают в специальном растворе, в который затем погружают растение и герметично закрывают. Под повышенным давлением раскрываются устьицы— мельчайшие поры на нижней поверхности листьев, — позволяя наночастицам попасть в внутрь.

Используя эту технику, лаборатории уже удалось создать растение, способное чувствовать взрывчатку, и растения, следящие за наступлением засухи.

Для светящихся растений команда загрузила наночастицы ферментами люцефераза и молекулами люциферина, двумя химикатами, которые в процессе взаимодействия производят биолюминесценцию в светлячках и светящихся морских животных, таких как копеподы и медузы. Люцефераз расщепляет люциферин и продуктом реакции становится свечение.

Также они добавили молекулу кофермента А, которая удаляет побочный продукт реакции люцифераза с люциферином, ведь он способен снизить активность люцифераза.

Они ввели наночастицы в Nasturtium officinale или по-простому кресс водяной. Производимый им свет по яркости в половину ниже яркости микроваттной лампочки LED, то есть около одной тысячной от яркости, требуемой для чтения книги.

Но все равно это значительный прогресс по сравнению с генетически модифицированным табаком, примерно в 100,000 раз. К тому же команда считает, что им удастся увеличить уровень яркости.

Первоначально, растения светились всего 45 минут, но команде удалось увеличить это время до 3.5 часов.

“Наша цель — добиться того, чтобы растению потребовалась лишь одна обработка в состоянии саженца или взрослого растения, а после этого света хватало до конца его жизни,” отметил Страто. “Наша работа значительно приблизила нас к созданию уличных фонарей из обычных обработанных деревьев, и косвенному освещению вокруг домов.”

Команда показала, что они могут и отключать свечение ингибитором люцифераза. Исследователи надеются, что им удастся создать растение, способное самостоятельно отключать свечение, когда, к примеру, почуствует солнечный свет.

Исследование спонсировалось Министерством энергетики США и было опубликовано в журнале Nano Letters.

Переведено специально для Фансаенс