În viitor am putea citi la lumina… plantelor

A păşi noaptea într-o grădină luminată de copaci şi de iarbă poate fi considerată o imagine de vis, însă nu acesta este motivul pentru care inginerii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au conceput o plantă luminiscentă.

Oamenii de ştiinţă speră că într-o bună zi cercetarea lor va contribui la conceperea unor „lămpi” vii, ce vor ajuta la reducerea dependenţei de energie electrică, după cum informează Science Alert.

Condusă de cercetătoarea Seon-Yeong Kwak, echipa de cercetători de la MIT a conceput o plantă din specia Nasturtium officinale, cunoscută sub numele de năsturel sau măcriş de baltă, care luminează în întuneric, fără a fi necesară modificarea genetică. Lumina este alimentată de „însuşi metabolismul energetic al plantei”, după cum a explicat Michael Strano, unul dintre autorii implicaţi în acest proiect. „Intenţia noastră este aceea de a concepe o plantă care va funcţiona ca o lampă de birou – o lampă ce nu este necesar să fie introdusă în priză”, a precizat acesta.

În 2013, un proiect Kickstarter care promitea producţia unei plante modificate genetic pentru a străluci în întuneric a ajuns viral şi a condus la acumularea unui buget de 484.013 de dolari, notează sursa citată. În timp însă, lumina acestei iniţiative s-a stins, însă a stat la baza apariţiei altui proiect. În 2014, oamenii de ştiinţă din cadrul unei companii de biotehnologie au anunţat că au produs o plantă de tutun modificată genetic care lumina uşor. Echipa de la MIT a avut însă o altă abordare.

În ultimii ani, echipa condusă de Strano s-a concentrat pe plantele nanobionice. Această metodă implică infuzarea celulelor plantei cu nanoparticule care pot îndeplini o anumită sarcină. Mai întâi, aceste particule sunt suspendate într-o soluţie lichidă. Apoi, planta este scufundată în soluţie şi este presurizată, proces ce deschide stromele – mici pori aflaţi pe spatele frunzelor – şi permite pătrunderea nanoparticulelor. Prin intermediul acestei tehnici, laboratorul a produs anterior plante ce pot detecta explozibili şi care pot monitoriza condiţiile de secetă.

Pentru plantele luminiscente, echipa de cercetători a încărcat nanoparticulele cu o enzimă numită luciferază şi molecula luciferină, substanţe chimice care acţionează sinergic pentru producerea bioluminiscenţei în cazul licuricilor şi a vieţuitoarelor marine care luminează, precum copepodele sau meduzele. Luciferaza descompune luciferina şi astfel apare lumina.

În plus, oamenii de ştiinţă au adăugat o moleculă numită coenzima A, care îndepărtează un produs secundar rezultat în urma interacţiunii dintre luciferază şi luciferină, ce poate inhiba activitatea luciferazei.

Cercetătorii au introdus apoi nanoparticulele în năsturel. Lumina produsă are o intensitate redusă – la jumătate în comparaţie cu un LED de 1 microwatt şi circa o miime din lumina necesară pentru a citi. Însă reuşita reprezintă o îmbunătăţire considerabilă – cu un factor de circa 100.000 – faţă de performanţele plantei de tutun modificată genetic pentru a lumina.

Iniţial, plantele au luminat circa 45 de minute, însă oamenii de ştiinţă au prelungit funcţionarea până la 3,5 ore. Echipa de cercetători a anunţat că este încrezătoare că va putea creşte intensitatea luminii produsă prin acest proces. „Munca noastră deschide în mod serios calea către stâlpii pentru iluminat stradal care nu sunt altceva decât copaci şi către iluminatul indirect din jurul locuinţelor”, a declarat Strano.

În plus, specialiştii au demonstrat că acest tip de lumină poate fi închisă prin introducerea unui inhibitor al luciferazei. Ei speră să creeze o plantă care va înceta să lumineze când, spre exemplu, percepe apariţia razelor soarelui.

Cercetarea a fost finanţată de Departamentul de Energie al Statelor Unite şi a fost publicată în jurnalul Nano Letters.

Citiți și:

Au fost create primele plante cibernetice din lume – circuite electronice în trandafiri

Plantele strălucesc atunci când se apără de prădători. Video

yogaesoteric
3 aprilie 2019

Also available in: Français