Биолюминесценция: можно ли использовать светящиеся растения. Светящиеся в природе растения
Биолюминесценция в каждый дом - Биотехнологии
Светящееся растение? Нет, не видели
— Я когда-нибудь получу свое растение? Уже годы прошли. Мне просто любопытно.
— Как мне получить свои 40 долларов обратно?
— Я уже махнул рукой на это дело и считаю, что просто потерял деньги.
Такие комментарии в избытке можно найти на странице проекта Glowing plant в Facebook. В 2013 году группа ученых начала кампанию по сбору денег на создание светящихся растений. Идея авторов проекта звучит довольно просто по нынешним временам: взять гены, которые позволяют бактериям светиться, собрать из них единый фрагмент, вставить нужную последовательность в геном резуховидки и получить светящееся растение. Поначалу все шло отлично — проект собрал почти полмиллиона долларов. Но никаких светящихся растений его подписчики так и не увидели, а авторы переключились на создание мха, пахнущего пачулями.
Растения, рыбы и бактерии
Ученые за последние годы создавали кошек, кроликов и даже овец, которые могут светиться благодаря встроенным в их ДНК генам флуоресцентных белков. Есть даже декоративные рыбки GloFish, которые продаются для домашних аквариумов.
«GloFish — это рыбы, которые светятся благодаря флуоресцентным белкам. В природе такие белки встречаются у многих медуз, некоторых рачков и даже наших с вами далеких родственников, самых примитивных хордовых — ланцетников. Эти белки искусственно внедрены с помощью методов генной инженерии во многие другие организмы: в столь успешно продающихся GloFish, в мышей, а также во многие растения», — рассказал Ямпольский.
Флуоресцентные белки также получили широкое распространение в молекулярной биологии, поскольку их можно использовать в качестве метки, которая будет вырабатываться вместе с определенным белком и позволит посмотреть, когда этот белок начинает образовываться в организме и где именно.
«Почему же при этом рыбы продаются, а растений в продаже мы не видим? Ответ кроется в природе флуоресценции: флуоресцентные белки светятся только в ответ на облучение их светом. Как во многих процессах, часть энергии теряется, и на выходе получается свет с другой длиной волны, то есть другого цвета. GloFish светятся не всегда, а только если на них светить ультрафиолетом, вот тогда они и становятся похожи на модниц на дискотеке», — объяснил ученый.
Сложнее, чем кажется
Идея проекта Glowing Plant в том, что растение должно светиться само по себе, а для этого нужен другой механизм — биолюминесценция.
Биолюминесценция — это свечение живых организмов, и встречается она среди тысяч очень различающихся видов, в основном морских. «Для того чтобы применять биолюминесценцию, необходимо знать, как она работает, но для многих организмов на этот вопрос до сих пор нет ответа. В основе природы свечения всегда лежит химическая реакция, а вот химическое строение ее участников — индивидуальная особенность каждого организма. Этим мы и занимаемся. Наша основная задача — узнать, как устроены светящиеся молекулы люциферин и люцифераза и как происходит сама химическая реакция», — рассказал Ямпольский.
Заставить растение или другой организм светиться благодаря механизму биолюминесценции — куда более сложная задача, чем просто встроить в ДНК ген флуоресцентного белка. В относительно простом варианте, который был реализован уже в 1986 году, в ДНК табака встроили ген люциферазы светлячка и поливали растение раствором с люциферином. Получившийся в результате табак действительно светился, что можно увидеть на его фотографии, сделанной с выдержкой в 24 часа.
«Идеальный вариант, который пока не удался никому, включает в себя расшифровку всего пути биосинтеза люциферина, который может быть многоэтапным процессом с участием большого числа белков. Потом — встраивание в геном другого организма генов, кодирующих все эти белки и люциферазу. На данный момент расшифрован биосинтез только бактериального люциферина, однако эта система тяжело адаптируется к растениям и животным. И реализация такого подхода мне представляется маловероятной», — отметил исследователь.
«По разным оценкам, существует около 40 различных люциферинов и механизмов биолюминесценции. До недавнего времени было известно лишь семь структур люциферинов. Однако благодаря работе нашего научного коллектива за последние три года были установлены еще три новые структуры — люциферина сибирского почвенного червя вида Fridericia heliota, а также люциферина и люциферазы высших грибов. Мы не только знаем, как устроены эти молекулы, — мы умеем их синтезировать, понимаем, как именно происходят химические реакции свечения, умеем запускать их в пробирке и даже управлять цветом, правда, пока ограниченно. На подходе — структура люциферина многощетинкового червя, в более ранней стадии исследования — еще несколько объектов: моллюски, полихеты, акулы и другие», — рассказал исследователь.
Возможности применения биолюминесценции многообразны. В промышленности — для быстрого определения бактериального загрязнения, в науке — для изучения различных процессов, например при создании лекарственных препаратов. На сегодняшний день оборот биолюминесцентных технологий оценивается в миллиарды долларов в год.
«Задача создания биолюминесцирующего растения — одна из самых амбициозных и интересных с научной точки зрения. Однако мы еще не вышли на завершающий этап и хвастаться пока не будем. Тем не менее мы трудимся в этом направлении и, возможно, однажды сможем подарить миру самостоятельно светящееся растение», — сказал ученый.
Материал помогали готовить коллеги Ильи Ямпольского — Надежда Маркина и Зинаида Осипова.
chrdk.ru
Как создали светящиеся растения | Двигатель прогресса
March 29, 2016
Все любители киноленты «Аватар» наверняка обратили внимание на удивительные светящиеся растения джунглей Пандоры. Но сейчас это уже не фантастика ,совсем недавно ученые изобрели растения, способные ярко светиться ночью.
Первые прототипы
Первые такие образцы удалось получить команде Стивена Хоувелла еще в 1986 году. Путем генного модифицирования обычной морковки и табака, они стали содержать одну люциферазу (область растений, отвечающая за люминесценцию), но зато в растениях отсутствовал люциферин (пигмент который светится). Вся сложность лежала в том, что чтобы получить люциферазу нужно было добавить в ДНК единичный ген, но чтобы получить люцеферин нужна была целая их совокупность. В результате растения, которые создали таким путем, требовали обработки люцефирином или добавления его в почву. Это можно увидеть и по фотографиям таких растений, на которых у табака гораздо ярче светятся корни и стебли ,по которым идет светящийся фермент.
Первое растение ,которое могло светиться самостоятельно, было создано только в 2010 году. Ученые из Израиля и США придумали способ заставить растения вырабатывать люцефирин самостоятельно. Для этого они добавили ген от бактерий Photobacterium leiognathi. К тому же ген от бактерии был встроен в ген хлоропласта, для того чтоб он не смог отдаваться с пыльцой.
Но такие растения светились незначительно, чтобы увидеть эффект нужно было делать фотографии с большой выдержкой. Такая ситуация была связана с не приживаемостью генов в чужом организме. Тем не менее, создатель методики производства светящихся растений зарегистрировал патент на них. Ведь для того чтобы продолжить работу и провести ряд опытов, этого было вполне достаточно.
Шаг вперёд
Научных сотрудников даже можно не кормить, если дать им возможность присоединить люциферазы к любому гену, чтоб увидеть, как они начинают работать и соответственно светиться. Такой подход не работает как краситель, он дает чистый натуральный свет. Изначально не планировалось применить методику светящихся растений для чего-то шикарного, Только группе студентов Кембриджа пришла в голову такая идея. В 2010 году девять смельчаков задались мыслью создать декоративные растения, которые будут светиться по настоящему.
Молодые люди внесли в фермент синтеза люциферина фермент его восстановления (победив трудности всех предыдущих разработок), в качестве основы взяв гены светляка Luciola cruciata. Сделали еще ряд усовершенствований. Как результат была создана колба с бактериями, которые давали достаточно свечения даже для чтения.
Оно светится!
Массовое появление зеленых светляков стало возможным из-за встречи Омри Амирав-Дрори, предпринимателя Энтони Эванса и ученого генетика Кайла Тейлора. Запущенный ими в Сан-Франциско план был демонстрацией возможностей генной инженерии.
Для своих тестов специалисты выбрали любимое растение резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana). Это была дикая капуста, которая имела практически полностью изученный генетический потенциал. Это растение даже запускалось в космос на советскую станцию, а НАССА планирует озеленить с его помощью луну. Следующим шагом ученых будет создание светящейся розы.
Так как поддержки со стороны государства ожидать не приходилось, группа специалистов создала на сайте кикстартер проект который требовал около 60 000$, но благодаря популярности идеи, ребята смогли набрать более 400 000$. Всем кто помог в развитии проекта финансово, ученые пообещали прислать семена растений которые вырастут и станут светиться.
Сомнения «зелёных»
Что же на счет защитников природы? Изначально они хорошо реагировали на такие работы. Ведь если посадить по улице массу светящихся деревьев, можно сэкономить море электроэнергии и сократить загрязнение окружающей среды. Мало того, такие растения могли бы стать невероятно красивыми дополнениями для любого интерьера или ландшафтного дизайна. Но когда дело дошло до практики, зеленые забили тревогу.
По словам некоторых специалистов, массовое распространение светящихся растений способно привести к не контролированному выбросу в окружающий мир ГМО элементов. Каждый помогший проекту мог выращивать светляки и говорить о каком-либо контроле за этим не приходилось. Тем более правительство Америки не могло осуществлять контроль таких растений, так – как они не употреблялись в пищу.
lab-37.com
Светящиеся растения у вас в саду | Supersadovod
Светящиеся в темноте растения, как будто появившиеся из мерцающих лесов фильма «Аватар», уже готовы поселиться в вашем саду. Выращивание светящегося дерева, конечно же, потребует некоторого времени, но вы можете заказать светящиеся в темноте семена арабидопсиса, небольшого цветкового растения из семейства крестоцветных, уже сейчас.
Согласно информации от кампании Kickstarter, запустившей компанию в прошлом году, сайт Glowingplant планировал начать поставку семян уже на следующей неделе. Но, по словам компании, релиз был отложен до осени – не из-за производственных сбоев или неудач со свечением самих растений, а по причине того, что проект собрал больше денег, чем они изначально ожидали.
Несколько месяцев назад мы поинтересовались у наших инвесторов, хотят ли они, чтобы мы начали отправлять семена вовремя, или же нам следует использовать оставшуюся часть средств на улучшение светимости, – объясняет Энтони Эванс, генеральный директор начинающей компании синтетической биологии, создавшей биолюминесцентную флору.
И подавляющее большинство посоветовало нам поработать над улучшением светимости.
Для того чтобы создать биолюминесцентное растение, ученые искусственно скрестили арабидопсис и светящуюся морскую бактерию Vibrio fischeri. Простая вставка ДНК бактерии в растение не сработала бы – для корректной работы в растении генам требуется ряд изменений – и поэтому команда учёных использовала синтетический подход.
Во-первых, исследователи собрали гены виртуально, используя программное обеспечение под названием генетический компилятор, который позволяет ученым собирать ДНК новых форм жизни на компьютерах. После этого они переслали генные характеристики занимающимся сборкой ДНК компаниям, которые и построили реальное ДНК.
Для импорта свежесобранных генов в арабидопсис, команда учёных использовала бактерию – Agrobacterium tumefaciens. В природе А. tumefaciens является патогенным организмом, который вставляет свои гены в клетки растений, вызывая онкологические новообразования. Но его нейтрализованная версия может доставлять синтезированный ДНК в растение-хозяина, не нанося ему вреда.
Исследователи вставили полученные гены в листья и провели оценку того, насколько хорошо растение адаптировалось и сколько света оно производит. Благодаря дополнительному финансированию, в настоящее время учёные экспериментирует с диапазоном слегка различных последовательностей ДНК для получения наилучшего свечения.
Мы планируем проверить около 1500 последовательностей, – отмечает Эванс.
Когда учёные подберут наилучшую последовательности ДНК, они создадут коммерческий арабидопсис светящийся в темноте, используя инструмент под названием «генная пушка», который будет бомбардировать растение наночастицами, призванными доставить ДНК внутрь.
При цветении арабидопсис будет производить семена, которые сохранят новые гены, и его потомство также будет светиться в темноте. Сейчас команда учёных проводит тестирование способности светиться второго поколения арабидопсиса.
Когда, в конечном итоге, семена поступят в широкую продажу, то это будет крупнейшим в мире релизом генно-инженерного растения – концепция, которая приходится откровенно не по душе некоторым экологам.
В современной науке синтетическая биология и генетически модифицированные организмы (ГМО) являются крайне спорными концепциями. Существуют опасения, что ГМО представляют опасность для людей или и вовсе могут стать инвазивными видами.
Когда компания «Glowing Plant» впервые выложила свой проект на Kickstarter, группа противников синтетической биологии их Канады запустила ответную кампанию «kickstopper», призванную остановить этот проект. Эта инициатива собрала всего $ 2274. Тогда как команда Эванса остановилась всего в паре долларов от полумиллиона, превысив свою первоначальную цель больше чем в семь раз.
Кристина Холмс, изучающая последствия биотехнологий и инноваций в селекции растений для человечества в Университете Далхаузи в Канаде, отмечает, что риски различаются в каждом конкретном случае.
Грубо говоря, не все ГМО одинаковы, – утверждает Холмс. – Многое зависит от того, какое растение вы используете, какие гены вы задействовали, и, наконец, для какой цели.
Риск повышается, если рассматриваемые растения предназначены для употребления человеком в пищу. Но арабидопсис – это просто сорняк. С точки зрения инвазивной опасности видов, риски также необходимо рассматривать непосредственно для каждого конкретного случая. Это зависит отчасти от того, насколько легко обсуждаемое растение распространяет свою пыльцу и, следовательно, его гены на другие растения.
В случае с арабидопсисом опасения необоснованны, потому что это растение является, прежде всего, самоопыляющейся травой, – отмечает Кайл Тейлор, молекулярный биолог и ботаник компании «Glowing Plant».
Спросите у любого биолога, работающего с арабидопсисом, легко ли заставить эти растения осуществить перекрестное опыление, и они ответят вам, что это совершенно нетривиальная задача.
Тейлор также добавил, что гибриду будет намного сложнее выжить, поскольку производство света потребует дополнительной энергии, и приведёт к ослаблению растения. Гибрид даже может спутать свой собственный свет с солнечным, что может негативно сказаться на его метаболизме.
Если поставить обычный арабидопсис рядом со светящимся, – признаётся Тейлор, – то светящееся растение выглядит менее счастливым.
Холмс утверждает, что никогда нельзя знать заранее, как будет вести себя новый вид, но световая модификация уж точно «не придаст ему большей силы как сорняку» – по сравнению, скажем, с рапсом, который генетически модифицирован таким образом, чтобы противостоять гербицидам.
По прогнозам Эванса светящееся растение должно сделать концепцию синтетической биологии интересной и близкой для людей.
Причина, по которой многие испытывают недоверие к биотехнологиям, заключается в том, что они их не понимают, – убеждён Эванс. – Мы же верим, что нам удастся изменить отношение к биотехнологии, создав нечто осязаемое, то, что люди смогут понять.
Так неужели мы и вправду увидим лес, наполненный деревьями с Пандоры, которые заменят уличные фонари, сократят потребление электроэнергии и выбросы CO2?
Для того чтобы добраться до такого уровня, потребуется немало потрудиться, – признаётся Тейлор.
Это биология, так что всегда могут всплыть какие-то нюансы, которые мы не до конца понимаем. Но у нас есть пара идей, как добиться желаемого.
Твитнуть Нравитсяsupersadovod.ru
Светящиеся грибы: объяснение феномена (фото)
Светящиеся грибы – достаточно распространенное природное явление. На сегодняшний день известно около 70 видов грибов, испускающих лучистый свет в темноте. Они встречаются в Бразилии и Белизе, Пуэрто-Рико и Ямайке. Фото данных грибов пользуются огромной популярностью и напоминают сказочный пейзаж, потрясающий своим великолепием.
Происхождение природы биолюминесценции грибов до сих пор не установлено. Первые упоминания данного явления встречаются в трудах Плиния и Аристотеля. Попробуем и мы разобраться в этом интригующем феномене. Но для начала рассмотрим наиболее часто встречающиеся разновидности грибов, способных к светоизлучению.
Немыслимое разнообразие биолюминесцентных грибов
Светящиеся грибы отчетливо видны лишь в темноте. При дневном свете их достаточно сложно заметить. Тщательные поиски и исследования ученых с каждым годом открывают все новые и новые разновидности биолюминесцентных грибов. К наиболее известным из них следует отнести.
- Mycena luxaeterna (Вечный свет). Ареалом распространения данного гриба являются Приатлантические леса. Он характеризуется небольшими размерами и желеобразной ножкой.
- Mycena silvaelucens. Встречается на территории Малайзии, в частности широко распространен на острове Борнео. Диаметр шляпки данного гриба около 2 см.
- Mycena luxarboricola (Свет на дереве). Их первые образцы были привезены из Бразилии. Наиболее часто данные грибы встречаются в Парне. Диаметр шляпки – полсантиметра.
- Poromycena manipularis. Гриб, который распространяет достаточно яркое свечение в темноте. Увидеть его можно, находясь на расстоянии более 30 метров от него.
Проделки химии или во всем виновата наука
Ориентируясь на научную составляющую и пытаясь оградить себя от чудес, можно объяснить эффект свечения грибов, столь загадочных на фото, банальной химической реакцией. Она предполагает участие в процессе всего двух составляющих: пигмента люциферина и кислорода.
Окисление биологического пигмента как раз и вызывает биолюминесценцию гриба, проявление зеленоватого света в темноте у данных эукариотов.
Статуя Христа Искупителя44434.751 Но это далеко не единственная версия свечения. Не стоит отбрасывать и вариант зависимости окраса грибов от природных условий и ареала их распространения.
Защитная реакция или желание выжить
Согласно авторитетным мнениям некоторых ученых, светящиеся грибы обязаны своей окраской тем природным условиям, в которых они произрастают. Существует две основные и в тоже время кардинально противоположные версии, объясняющие люминесценцию.
Размножение. Свечение грибов стало основным средством для привлечения к ним животных. Попадая на шерсть ночного гостя, споры грибов разносятся по всему лесу. Именно так и происходит их размножение.
Кто такие капибары?44434.754 Отпугивание. Столь привлекательные на фото, грибы, излучающие свет в темноте, предупреждают животных об опасности, явственно говорят о ядовитости гриба. Это заставляет представителей фауны держаться от них подальше.
Рукотворное чудо
Заинтересовавшись феноменом светящихся грибов и планируя сделать несколько замечательных фото, Мартин Пфистер, популярный фотограф современности, подошел к решению данного вопроса нестандартно. Он самостоятельно сотворил иллюзию свечения.
Для этого позади обычных грибов размещались светодиодные лампы. Благодаря им мир и увидел уникальные фото, не имеющие аналогов.
awesomeworld.ru
Светящиеся растения на Kickstarter: i_future
На Кикстартере собирают средства на создание светящихся растений. Используются разработки учёных из Нью-Йоркского университета по созданию светящихся растений и светящихся бактерий с конкурса проектов в области биоинженерии IGEM. План по сбору денег уже выполнен и перевыполнен, так что в поддержке особо не нуждается. Если соберут $400 000 — обещают добавить в позицию за $150 светящуюся розу. За вклад от 40 долларов полагается что-нибудь + пачка семян генетически модифицированной Резуховидки. Их, к сожалению, пересылают только по США. Тем, кто живёт снаружи, предлагают прислать книгу с инструкциями, а после Kickstarter-кампании — флакон с ДНК, если это разрешено в стране получателя. Тому останется где-нибудь достать агробактерий (используемых в генной инженерии для трансформации растений) и прочие необходимые ингредиенты, чтобы собрать собственное растеньице.
По словам разработчиков, это разовый проект и после него продавать семена они не планируют. В далеко идущих планах - освещение улиц светящимися деревьями.
Забавно, что помимо всевозможных биологов, среди людей, чьими отзывами гордится проект, есть Кори Доктороу, известный сторонник либерализации системы прав на создание копий (не путать с авторским правом).
У заинтересовавшихся возник вопрос, не будут ли выращенные из семян растения стерильными.
Энтони Эванс обещал, что не будут:
"Мы не Монсанто. Покупая семена, вы получаете право на их потомство (по лицензии использования открытых разработок на некоммерческой основе, то есть, вы не имеете права их продавать, но можете подарить друзьям.)" [Оригинал]
We are not Monsanto, once you buy the seeds you own the offspring as well (non-commercial open source license, ie you can't sell them but can give to friends)
Этот момент настораживает. Ребята утверждают, что особых проблем с разрешениями на выращивание ГМО у них нет, поскольку выращивают не для еды. Но вот так распространяя нестерильные семена, они теряют всякий контроль над попаданием этих растений в дикую природу. А ведь на это также нужно разрешение, получить которое ничуть не проще, чем для выращивания ГМ растений в пищу.
Второй (а может быть и первый) подозрительный пункт – как, ради сияющих грибов, они собираются провернуть всё это? Свечение – энергозатратный процесс и я сходу не назову ни одних автотрофов, которые бы этим занимались. У растений не слишком много энергии и весьма смутно представляется, как биоинженеры намерены заставить их прожигать свою драгоценную АТФ на бесполезное для самих растений свечение.
Страница на Kickstarter. Там больше фотографий и видео-презентация.Домашняя страница проекта.
Источники:http://habrahabr.ru/post/178029/http://www.kickstarter.com/projects/antonyevans/glowing-plants-natural-lighting-with-no-electricithttp://ru.wikipedia.org/wiki/Agrobacterium_tumefaciens
i-future.livejournal.com
Живая биолюминесценция | Журнал Популярная Механика
Путь наночастиц
Другой подход удалось нащупать в том же 2010 году — когда-нибудь эта дата будет особо отмечена в истории создания светящихся растений. Тогда Су Яньсюнь и его коллеги из исследовательского центра RCAS на Тайване искали подходы к усовершенствованию светодиодов и изучали поведение золотых наночастиц в форме сфер с длинными иглами — что-то вроде морских ежей диаметром от 11 до 80 нм. Возникающий на их сложной поверхности плазмонный резонанс позволяет на порядки усилить флуоресцентный сигнал, в том числе и слабое естественное свечение хлорофилла, вызванное взаимодействием с фотонами определенной длины волны.
Доставить наночастицы в растение проще, чем гены: тайваньские физики просто поместили водоросль в раствор на несколько дней. Оказавшись в клетке, золотые «ежи» улавливали ультрафиолетовые фотоны и переизлучали их, заставляя хлорофилл испускать слабое красное свечение. Идею подхватили по другую сторону океана, в лаборатории Майкла Страно, найдя новый и, возможно, самый многообещающий путь к получению биолюминесцентных растений.
Путь синтеза
Профессор Массачусетского технологического института Майкл Страно уверен в успехе не меньше предшественников. «Наша цель — разовая обработка саженца или взрослого растения, которая будет иметь эффект в течение всей его жизни», — сказал он, комментируя разошедшиеся по интернету снимки светящихся листьев жерухи, родственника кресс-салата. Ведь если путь генов требует новых ГМ-растений, то наночастицы способны проникнуть в уже растущие по бульварам деревья. И если у нас не получается перенести сами гены, то можно вооружиться уже готовым биолюминесцентным комплексом молекул.
Демонстрируя новый подход, Страно и его коллеги вымачивали растения в растворе наночастиц, содержащих люциферазу и необходимые ей вещества — люциферин и кофермент А. По мере высвобождения реагентов в листьях шло окисление: варьируя структуру наночастиц, ученые контролировали темп этого процесса и добились четырех часов непрерывного излучения. Конечно, о деревьях-фонарях речи пока не идет: 10-сантиметровое растение производит менее 0,5 мкВт — на порядки меньше, чем нужно для чтения. Однако ученые полны уверенности, что новый путь приведет их к растениям, ярко светящимся всеми цветами.
В самом деле, в природе существует много биолюминесцентных систем, а не так давно биохимики ИБХ РАН синтезировали и пару искусственных аналогов, реакции которых сопровождаются испусканием излучения разных цветов. И если задача перенесения биолюминесцентного комплекса будет решена, то мы сможем получать живые светильники практически любого нужного оттенка. Сияющий огнями ночной лес затмит картины «Аватара», хотя и настольная лампа из светящихся листьев обязательно заденет самые глубокие струны души.
Максим Дубинный, научный сотрудник лаборатории биомолекулярной ЯМР-спектроскопии ИБХ РАН
«Создание автономно биолюминесцентного растения или животного — задача намного более сложная, чем разработка ГМ-организмов, по поводу которых сейчас идет увлеченная дискуссия. В нашей команде под руководством Ильи Ямпольского эта тема была возвращена несколько лет назад практически из забытья. Зато теперь у нас почти готовы новые яркие результаты, о которых не стоит говорить подробнее до выхода научных публикаций. Могу сказать только одно: они уже светятся».
www.popmech.ru
Ученые из Массачусетса заставили растения светиться в темноте
Желание человека рассеять тьму рукотворным светом обходится нам в 20 % всей вырабатываемой энергии в мире. Ученые из MIT предлагают минимизировать эти затраты, выращивая светящиеся растения вместо настольных ламп и уличных фонарей. Самое интересное в том, что их рабочий прототип не является мутантом, и его свечение можно «включать и выключать».
Идея родом из прошлого века – внедрить в растения механизм свечения жуков-светлячков, чтобы фотоны света создавались пассивным путем, просто как побочная часть жизненного процесса цветов. Однако попытки радикальной генной инженерии чаще терпят крах, чем приносят результат, поэтому в MIT пошли более простым путем. Они выделили три ключевых компонента, которые обеспечивают светлячкам их люминесценцию, и вживили их в листья салата.
Свечение в брюшке жука начинается, когда на молекулу вещества люциферина воздействует фермент люцифераза, а для усиления процесса используется кофермент А. Ученые разделили эти компоненты на две группы и поместили в полимерные нанокапсулы. Люцифераза вместе с кремнием через удобрения проникает глубоко в клетки растения и остается там. Стоит опрыскать его раствором с люциферином и коферментом А, как начинается реакция и появляется свет.
Прототип светящегося растения очень тусклый, 1/1000 от яркости, необходимой для чтения текста. Но это только начало – исследователи полагают, что им не составит труда оптимизировать процесс, а затем наладить выпуск удобрений с люциферазой. И тогда нужно будет лишь побрызгать на листок, чтобы он начал светиться, а для растений на улице можно использовать садовую систему полива. Простой, но полезный элемент ландшафтного дизайна будущего.
www.techcult.ru
