Rukola zamiast lampki nocnej? Naukowcy opracowali świecące rośliny

Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology opracował technologie, która sprawia, że rośliny… świecą w nocy. Badacze dokonali tego bez genetycznej modyfikacji rośliny. Wynalazek może pewnego dnia zastąpić oświetlenie elektryczne w domach.

– Naszym celem jest stworzenie rośliny, która będzie działała jak lampka biurowa. Oczywiście bez podłączania rośliny do sieci elektrycznej. Światło będzie dostarczane przez metabolizm energetyczny samej rośliny – powiedział Michael Strano, profesor inżynierii chemicznej na MIT.

Badanie zostało sfinansowane przez Departament Energii USA i zostało opublikowane w czasopiśmie „Nano Letters”.

Naukowcy z MIT uzyskali świecące rośliny baz jakichkolwiek modyfikacji genetycznych. Profesor Strano wraz z zespołem od kilku lat pracuje nad tzw. roślinną nanobioniką. To przekształcanie roślin za pomocą nanomateriałów, by te spełniały określone zadania. Trzy lata temu zespół prof. Strano „zmusił” rośliny do przechwytywanie 30 proc. więcej światła niż zazwyczaj. Badaczom udało się też stworzyć roślinę, która mogła być wykorzystywana, jako wykrywacz materiałów wybuchowych.

Teraz zespół prof. Strano opracował roślinę, która świeci. Badacze dokonali tego przy pomocy pożyczonych od świetlików czy bioluminescencyjnych alg enzymów lucyferazy oraz pigmentów lucyferyny. Te dwa związki w połączeniu powodują emisję światła. Do tych dwóch związków badacze dodali jeszcze koenzym A, którego zadaniem jest usuwanie produktów ubocznych reakcji. Mogą one hamować działanie lucyferazy.

Proces polega na zanurzaniu rośliny w zawiesinie z nanocząsteczkami, a następnie poddaniu jej ciśnieniu, które wtłacza nanocząstki do wnętrza rośliny poprzez maleńkie otwory na spodniej części liści. Lucyferazę badacze umieścili na 10-nanometrowych cząstkach krzemionki, a lucyferyną i koenzym A na troszkę większych cząstkach kopolimeru PLGA.

W eksperymentach naukowcy posłużyli się popularnymi roślinami jadalnymi takimi jak: rukiew wodna, rukola czy jarmuż. Wytworzone przez rośliny światło jest dość słabe. Przedstawione na zdjęciu dwie 3,5-tygodniowe sadzonki rukwi wodnej dają około jednej tysięcznej światła potrzebnego do czytania w nocy.

Początkowo rośliny świeciły przez około 45 minut, ale z czasem zespół poprawił ten wynik do około 3,5 godziny. Naukowcy chcą, by jednorazowy zabieg zanurzania rośliny w zawiesinie pozwalał jej świecić przez cały okres jej życia. W przyszłości badacze chcą, by efekt ten można było uzyskiwać nie poprzez skomplikowany proces, który obecnie jest stosowany, ale poprzez np. spray, którym można by było spryskać rośliny.

Zespół prof. Strano pracuje także nad możliwością wyłączenia świecenia, poprzez zastosowanie inhibitora lucyferazy. Można by tak zaprogramować roślinę, by „gasiła światło” wraz z pierwszymi promieniami Słońca.

Wyniki osiągane obecnie przez badaczy z MIT nie pozwalają jeszcze na praktyczne zastosowanie wynalazku, ale technika jest wciąż udoskonalana. Być może w przyszłości doczekamy się stojącej na biurku rośliny pełniącej funkcje lampki.

 

Źródło: Nano Letters, MIT, fot. MIT