Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) в настоящее время разрабатывают светящиеся растения. «Идея состоит в том, чтобы создать растение, функционирующее как настольная лампа - лампа, которую вам не нужно включать в розетку», - сказал Майкл Страно, руководитель проекта биолюминесценции и профессор химической инженерии в Массачусетском технологическом институте.
Как исследователи заставляют растения светиться
Исследователи под руководством профессора Страно работают в области нанобионики растений. В случае со светящимися растениями они вставляли различные наночастицы в листья растений. Исследователи были вдохновлены светлячками. Они передали растениям ферменты (люциферазы), которые также заставляют маленьких светлячков светиться. Свет возникает благодаря их влиянию на молекулу люциферина и некоторым модификациям коферментом А. Все эти ингредиенты упакованы в носители наночастиц, которые не только предотвращают накопление слишком большого количества активных соединений в растениях (таким образом, отравляя их), но и доставляют отдельные компоненты в нужное место внутри растений. Эти наночастицы были классифицированы Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) как «в целом считающиеся безопасными». Таким образом, растениям (или людям, которые хотят использовать их в качестве ламп) не нужно бояться никакого ущерба.
Первые результаты исследования
Кресс водяной (настурция): скоро на вашей тумбочке?
Исследователи поставили перед собой первую цель с точки зрения биолюминесценции - заставить растения светиться в течение 45 минут. В настоящее время они достигли времени освещения 3,5 часа с десятисантиметровыми саженцами кресс-салата. Единственная загвоздка: света пока недостаточно, чтобы можно было читать книгу в темноте, например. Однако исследователи уверены, что им все же удастся преодолеть это препятствие. Однако примечательно то, что светящиеся растения можно включать и выключать. Опять же, с помощью ферментов можно заблокировать светящиеся частицы внутри листьев.
Возможности и цели
И зачем все это? Возможности использования светящихся растений очень разнообразны - если подумать об этом повнимательнее. На освещение наших домов, городов и улиц приходится около 20 процентов мирового потребления энергии. Например, если бы деревья можно было превратить в уличные фонари, а комнатные растения - в лампы для чтения, экономия была бы огромной. Тем более, что растения способны регенерировать и оптимально приспосабливаться к окружающей среде, поэтому затраты на ремонт отсутствуют. Светимость, к которой стремятся исследователи, также должна функционировать абсолютно автономно и автоматически снабжаться энергией посредством метаболизма растения. Также ведется работа, чтобы сделать «принцип светлячка» применимым ко всем типам растений. Помимо кресс-салата, эксперименты также проводились с рукколой, капустой и шпинатом - с успехом.
Представьте, что деревья на этой аллее светятся ночью
Что еще предстоит сделать, так это увеличить светимость. Кроме того, исследователи хотят заставить растения автоматически регулировать свет в зависимости от времени суток, чтобы, особенно в случае уличных фонарей в форме дерева, свет больше не приходилось включать вручную. Должна быть также предусмотрена возможность более легкого нанесения осветительного средства, чем в настоящее время. В данный момент растения погружают в раствор фермента и с помощью давления закачивают активные ингредиенты в поры листьев. Однако исследователи мечтают о том, чтобы в будущем можно было просто распылять свет.