W ciągu ostatnich kilku lat naukowcy stworzyli dziesiątki gatunków roślin, których głównym zadaniem nie jest przeciwstawianie się pasożytom i szkodnikom, ale oczyszczanie powietrza z niebezpiecznych czynników rakotwórczych, spowolnienie starzenia, oświetlenia ulicznego, a nawet poszukiwanie materiałów wybuchowych. Mówimy o nieoczekiwanych właściwościach organizmów żywych, nabytych przez nie dzięki współczesnej nauce.
Rośliny przeciw czynnikom rakotwórczym
Naukowcy z University of Washington (USA) nauczyli roślinę doniczkową Epipremnum aureum, jak oczyszczać powietrze z benzenu, formaldehydu, chloroformu i innych niebezpiecznych czynników rakotwórczych, które są trudne do usunięcia za pomocą zwykłych filtrów. Genetycy wprowadzili gen króliczego CYP2E1 do DNA rośliny, który jest odpowiedzialny za przetwarzanie tych substancji w wątrobie ssaków.
Eksperymenty wykazały, że zmodyfikowany genetycznie epiprenum rozkłada benzen pięć razy szybciej niż zwykły epiprenum. Roślina ważąca około dziesięciu kilogramów tygodniowo niszczyła wszystkie szkodliwe związki lotne w pomieszczeniu, nawet jeśli ich stężenie było setki razy wyższe niż dopuszczalne. Ponadto ulepszony epiprenum jest w stanie wykorzystywać chloroform, co przekracza możliwości jego niezmodyfikowanych odpowiedników.
Wcześniej ci sami badacze dodali gen CYP2E1 do DNA topoli, po czym drzewa zaczęły szybciej i wydajniej oczyszczać glebę i wody gruntowe z zanieczyszczeń - w szczególności z trójchloroetylenu, który praktycznie nie jest wchłaniany przez rośliny. Zwykłe drzewa przetwarzają nie więcej niż trzy procent tej substancji.
Znajdź materiały wybuchowe ze szpinakiem
Film promocyjny:
Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (USA) zamienili zwykły szpinak w detektor materiałów wybuchowych, wyposażając liście rośliny w specjalne nanorurki, które zaczynają świecić, jeśli w glebie znajdują się substancje zawierające azot. Dzięki połączeniu nanocząsteczek z metalem ziem rzadkich, cerem i kwasem akrylowym, można było włożyć rurki do ciała bez uszkodzenia komórek.
Podczas testów rośliny z osadzonymi nanorurkami dwóch typów - jedne określały obecność materiałów wybuchowych, inne pomogły odróżnić sygnał związków azotowych od przypadkowych fluktuacji - przekazywały informację do czujnika umieszczonego obok krzaka. Dane z tego urządzenia zostały przesłane bezprzewodowo do smartfonów i komputerów naukowców.
Detektor materiałów wybuchowych na bazie szpinaku i nanocząstek / Wong et al. / Nature Materials 2016.
Zdaniem autorów pracy każdą roślinę można zamienić w detektor materiałów wybuchowych.
Odmładzające pomidory
Brytyjscy genetycy stworzyli odmianę pomidorów, która jest bogata w resweratrol, silny przeciwutleniacz, który spowalnia starzenie się i rozwój choroby Alzheimera. Jeden z genów Arabidopsis thaliana, dzikiego krewnego kapusty zwyczajnej, został wstawiony do DNA pomidora.
Gen AtMYB12 został przeszczepiony do genomu pomidora, modyfikując go w taki sposób, że stymuluje komórki owocowe do produkcji przeciwutleniaczy, resweratrolu i genisteiny. Stężenie składników odżywczych w miąższu pomidorów było bardzo wysokie: jeden pomidor zawierał taką samą ilość resweratrolu, jak 50 butelek czerwonego wina.
Autorzy pracy uważają, że takie genetycznie modyfikowane rośliny o działaniu leczniczym mogą być zarówno spożywane jako pokarm, jak i wykorzystywane do uzyskania substancji aktywnej.
Trawa zamiast żarówki
Amerykańscy naukowcy stworzyli żarówkę z zielnej rośliny wodnej (Nasturtium officinale), umieszczając w jej liściach specjalne nanocząsteczki, dzięki czemu zioło to emituje słabe światło przez prawie cztery godziny. Cząsteczki zawierały specjalne enzymy - lucyferazy, które promują luminescencję podczas utleniania pigmentów z klasy lucyferyny.
Liście i łodygi rzeżuchy umieszczono w specjalnym urządzeniu z roztworem nanocząstek i wstrzyknięto pod wysokim ciśnieniem. Cząsteczki wnikały do tkanki roślinnej przez mikropory. Te zawierające lucyferynę gromadziły się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej wewnętrznej warstwy liścia. Cząstki z lucyferazą przeszły przez błonę komórkową. Po chwili pigment też się tam dostał. Rozpoczęła się reakcja z lucyferazą, uwolniła się energia - i roślina zaczęła świecić.
W przyszłości naukowcy mają nadzieję udoskonalić metodę dostarczania nanocząsteczek do komórek, tak aby roślina po jednej sesji zabiegowej świeciła stale i intensywniej.
Alfiya Enikeeva