Все знают, что растения – это источник кислорода на Земле. Но никто и не предполагает, что в будущем растения могут стать еще и источником света, настолько яркого, что города будут обходиться без электричества, а любители читать на ночь воспользуются освещением любимого комнатного цветка. Думаете, фантазирую, насмотревшись фильма «Аватар»? Да нет, наука сегодня движется семимильными шагами, и то, что вчера было фантастикой, завтра может стать привычным делом.
Ученых на создание подобных растений вдохновили светлячки. Биолюминесценция этих жучков происходит благодаря имеющемуся в фотогенных клетках люцеферину. Кислород через трахею светлячка попадает в брюшко, окисляя фотогенные клетки люцефераза – и вот мы наблюдаем свет жучка. Природа знает множество других светящихся организмов: медуз, кораллов, некоторых видов рыб. Так почему бы и растениям не засветиться?..
Первые опыты над растениями носили генетических характер. В 1986 году были получены условно светящиеся морковь и табак. Растения сами по себе света не излучали, их необходимо было опрыскивать люцеферином. К 2010 году табак все-таки заставили светиться, производя свой собственный люцеферил из люминесцирующих бактерий Photobacterium leiognathi. Свет, надо сказать, был очень слабым. Конечно, ученые не бросили свои достижения на полпути, и провели еще ряд улучшений.
Но «зеленые» организации забили тревогу. Опасения вызвали предположения о возможности выбросов синтетических ГМО-организмов из подобных светящихся растений в природу, а также непонятные последующие реакции природы на подобное.
И вот сегодня группа ученых под руководством Майкла Страно (Michael Strano) помирили научные разработки и «зеленые» протесты».
«Инженеры MIT модифицировали жеруху обыкновенную (Nasturtium officinale), введя в ткань листьев люминесцентные наночастицы так, чтобы в темное время суток растение светилось. Группа Майкла Страно (Michael Strano) предлагает подход, не предусматривающий манипуляций с геномом растений. Вместо этого и пигмент, и окислительный фермент вводятся в ткани растения в составе наночастиц на основе кремния (для люциферазы) и полилактид-ко-гликолида (для люциферина)». |
Для того, чтобы нано-частицы проникли в поры растения, его сначала вымачивают в растворе этих частиц, а после подвергают высокому давлению.
«Частицы, несущие люциферин и кофермент A, накапливаются во внеклеточном пространстве паренхимы (внутреннего слоя листа), а частицы, несущие люциферазу, за счет меньшего размера проникают сквозь мембрану клеток паренхимы. Высвобождаясь из наночастиц, пигмент также попадает внутрь клеток, где вступает с люциферазой в реакцию, в результате которой растение испускает свет.» |
В начале результатом экспериментов было 45-минутное свечение, сегодня уже зафиксировано 4-часовое свечение. Правда, как и в начале разработок светящихся растений, ученые хотят для создания стойкого эффекта использовать спрей с наночастицами для обработки газонов либо деревьев в скверах.
Управление США по санитарному надзору подобные растения одобрило, не усмотрев в них опасности ни для человека, ни для природы в целом. Так что возможно в ближайшем будущем города будут освещены висячими садами в домах и клумбами во дворах. По-моему, красиво должно получиться.
