Светящиеся деревья заменят фонари
Биоинженеры придумали технологию, которая может заставить светиться практически любое растение. В будущем изобретение позволит использовать для уличного освещения деревья вместо электрических фонарей.
Об этом говорится в статье американских специалистов из Массачусетского технологического института, опубликованной в журнале Nano Letters.
Примерно 20% глобального энергетического баланса человечества приходится на затраты, связанные с освещением. Чтобы сэкономить на освещении, считают эксперты, можно было бы превратить в альтернативные источники света растения, ведь они обладают сразу несколькими необходимыми для этого характеристиками.
Во-первых, растения сами вырабатывают и накапливают энергию. Во-вторых, они умеют «чинить» себя. В-третьих, растения прекрасно адаптированы не только к комнатным, но и к уличным условиям. Дело за малым – научить их светиться.
До сих пор ученые экспериментировали с табаком и арабидопсисом, снабжая их геном, кодирующим белок люциферазу – он отвечает за биолюминесценцию у жуков-светляков. Однако трансгенные растения светились очень тускло. Поэтому авторы статьи решили пойти по другому пути, снабдив растения люциферазой напрямую.
В ходе исследования использовался водяной кресс – водное растение из семейства крестоцветных. Ученые обрабатывали его листья под давлением смесью наночастиц разного размера и состава. В кремниевых частицах размером 10 нм находилась сама люцифераза, в других частицах – люциферин, кофермент A и особый полимер.
Вся эта смесь накапливалась в межклеточном пространстве мезофилла – основной фотосинтезирующей ткани листа, а затем постепенно проникала в клетки. Благодаря наночастицам удалось обеспечить постепенное выделение веществ, чтобы их концентрация не достигала токсичного уровня.
В итоге обработанные растения светились около 3,5 часов. Их яркость была в 1000 раз меньше, чем освещение, необходимое для того, чтобы прочитать страницу книги, но авторы говорят, что это только начало. В будущем подобной смесью, если усовершенствовать ее рецепт, можно будет опрыскивать и деревья на улице, заставляя их светиться.
По словам ученых, для выключения растительных «светильников» их необходимо опрыскать смесью с наночастицами, содержащими ингибитор люциферазы. Теоретически, светящиеся растения можно будет настроить так, чтобы они светились только по ночам и выключались при солнечном свете.