Žive luči

Žive luči

Roman Fishman
"Popularna mehanika" št. 3, 2018

Na rastlinske namizne svetilke, na drevesa-luči in gozdove, polne živega bioluminiscenca, vodi več načinov. In že smo se začeli gibati vzdolž njih: svetloba je vidna ne tako daleč preko obzorja.

Najprej je lepo. Tu je nekaj, kar se dotika najglobljega vrvice duše – ni čudno, da svetlobna drevesa Avatar pustijo tako močan in dolg vtis. Nazadnje je priročno: rastline neodvisno proizvajajo energijo, so popolnoma prilagojene cestnim razmeram in se v primeru poškodbe obnovijo. Ni čudno začetek Svetleča rastlinaki je pred nekaj leti iskal 65 tisoč dolarjev za ustvarjanje bioluminiscenčnih rastlin, je hitro pridobilo skoraj pol milijona. "Ta kombinacija preprostosti, fantastičnega in uresničljivega je redka," je ustanovitelj pojasnil uspeh. Svetleča rastlina Anthony Evans. – 99% ljudi meni, da se to ne zgodi. Dejansko je to v določeni meri dejstvo. "

Dejansko je v naravi mnogo različnih bioluminiscenčnih sistemov, ki so se neodvisno razvili v bakterijah in glivah, črevesnih votlinah in členonožcih. Takšen sistem je treba izvesti (običajno vključuje encim luciferaze in molekule luciferina, ki so potrebni za njegovo delovanje) in ne škoduje.Naloga se rešuje postopoma: v 80-ih letih je bil v tobačne rastline uveden gen požara luciferaze. In leta 2010 so biologi iz Cambridgea uspeli uporabiti celoten "svetlobni kompleks" svetilke, ki je dobil stabilno svetlečo gensko spremenjeno bakterijo. Ponavljanje dela za rastline – za navidezno neopazne, vendar dobro preučevane genetike rezuhovidke Tal – in odšel v Anthony Evans.

Genska pot

Drugo delo leta 2010 je dalo zaupanje v zagon. V njem je Alexander Kričevski opisal proizvodnjo gensko spremenjenih tobačnih rastlin, katerih kloroplasti vsebujejo šest genov svetlobnega lux operona fotobakterij. Krichevsky je ustanovil lastno podjetje, ki prodaja poganjke bioluminiscenčne črte z imenom, ki se nanašajo na drevesa iz istega "Avatar" – Starlight Avatar Celestine. To je edina svetlobna rastlina, ki jo lahko kupite danes, čeprav se ne odlikuje z nobeno svetlostjo ali celo vitalnostjo. Obljubljeno je, da bodo rastline živele 2-3 mesece in "bo v tem času vidno sijalo v tem času". Anthony Evans se je odločil, da bo lahko rešil te težave.

Strokovnjaki so se njegove obljube zdele preveč arogantne, vendar je bila javnost všeč ideja.Začetek kampanje za zbiranje sredstev na platformi Kickstarter, Evans obljubil vsem, ki so vložili seme žareče rezuhovidki, takoj ko so jih prejeli. Uspešna poteza je omogočila pritegniti več kot 480 tisoč dolarjev: denar je bil dovolj in zagon je delal že več let, preden je Evans priznal, da njegova ekipa ni mogla rešiti tehničnih težav. Prenos celotne skupine genov na desne dele kromosomov v jedru takšnega kompleksnega organizma je še vedno nemogoča naloga.

Nanodelci

Drugi pristop smo našli v istem letu 2010 – nekega dne bo ta datum poudarjen v zgodovini ustvarjanja svetlobnih rastlin. Potem sta Su Yanxun in njegovi kolegi iz raziskovalnega centra RCAS na Tajvanu iskali pristop k izboljšanju LED-ja in preučevali vedenje zlatih nanodelcev v obliki kroglic z dolgimi iglami, podobno kot morski ježki s premerom od 11 do 80 nm. Plazmonska resonanca, ki nastane na njihovi kompleksni površini, omogoča povečanje fluorescenčnega signala po velikosti, vključno s šibko naravno luminiscenco klorofila, ki jo povzroča interakcija s fotoni določene valovne dolžine.

Lažje je dostaviti nanodelce v rastlino kot geni: tajvanski fiziki preprosto dajo algo v rešitev več dni.Ko znotraj celice, zlati "ježi" zazna ultravijolične fotone in jih ponovno oddajajo, ki povzročajo klorofil odda rahel rdeč sijaj. Zamisel je bila pobrana na drugi strani oceana v laboratoriju Michaela Strana, ki je našel nov in morda najbolj obetaven način pridobivanja bioluminiscenčnih rastlin.

Sintezna pot

Profesor na Tehničnem inštitutu v Massachusettsu, Michael Strano, je prepričan v uspeh nič manj kot njegovi predhodniki. "Naš cilj – enkratno zdravljenje sadik ali odraslih rastlin, ki bodo vplivale skozi njegovo življenje," – je dejal, komentiranja na spletnih slikah oddaljile svetlobnih kreša liste, vodna kreša sorodnika. Konec koncev, če pot genov zahteva nove gensko spremenjene rastline, lahko nanodelci prodrejo v drevesa, ki že rastejo vzdolž boulevd. In če ne prenesemo samih genov, se lahko obvladamo z že pripravljenim bioluminiscenčnim kompleksom molekul.

Dokazovanje nov pristop Strano sodelavci Rastline smo namakali v raztopini nanodelcev vsebujejo luciferazo in njegove potrebne snovi – luciferin in koencim A. Kot reagente za sproščanje v oksidacijskih je potekalo listov: različno strukturo nanodelcev, znanstveniki nadzorovano stopnjo tega procesa in štiri ure neprekinjene sevanja .Seveda drevesa še ne govorijo o lučeh: 10-centimetrska rastlina proizvede manj kot 0,5 μW – na red velikosti manj, kot je potrebno za branje. Vendar pa so znanstveniki polni zaupanja, da jih bo nova pot pripeljala do rastlin, ki svetijo z vsemi barvami.

Pravzaprav je v naravi veliko bioluminiscenčnih sistemov in še pred časom so biokemi IBCh RAS sintetizirali par umetnih analogov, katerih reakcije spremljajo emisije različnih barv. In če je naloga prenosa bioluminiscenčnega kompleksa rešena, bomo lahko prejemali žive napeljave skoraj poljubne želene odtenke. Nočni gozd, ki sije s svetlobo, bo zasenčil slike Avatar, čeprav bo namizna svetilka iz svetlobnih listov zagotovo dotaknila najglobljega vrvice duše.

Maxim Dubinny, Raziskovalec, Laboratorij za biomolekularno NMR spektroskopijo, IBCh RAS:

"Ustvarjanje avtonomno bioluminiscenčne rastline ali živali je precej bolj zapletena naloga kot razvoj gensko spremenjenih organizmov, o čemer se zdaj ukvarja. V naši ekipi, pod vodstvom Ilye Yampolskega, je bila ta tema vrnjena pred nekaj leti skoraj iz zanemarjanja.Toda zdaj smo skoraj pripravljeni videti nove svetle rezultate, o katerih ne bi smeli več govoriti pred objavo znanstvenih publikacij. Lahko rečem samo eno: že žareče. "


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: