Цветок который светится в темноте. Светящиеся растения почти не миф. Starlight Avatar: воплощение звездного света
Все любители киноленты «Аватар» наверняка обратили внимание на удивительные светящиеся растения джунглей Пандоры. Но сейчас это уже не фантастика,совсем недавно ученые изобрели растения, способные ярко светиться ночью.
Первые прототипы
Первые такие образцы удалось получить команде Стивена Хоувелла еще в 1986 году. Путем генного модифицирования обычной морковки и табака, они стали содержать одну люциферазу (область растений, отвечающая за люминесценцию), но зато в растениях отсутствовал люциферин (пигмент который светится). Вся сложность лежала в том, что чтобы получить люциферазу нужно было добавить в ДНК единичный ген, но чтобы получить люцеферин нужна была целая их совокупность. В результате растения, которые создали таким путем, требовали обработки люцефирином или добавления его в почву. Это можно увидеть и по фотографиям таких растений, на которых у табака гораздо ярче светятся корни и стебли,по которым идет светящийся фермент.
Первое растение,которое могло светиться самостоятельно, было создано только в 2010 году. Ученые из Израиля и США придумали способ заставить растения вырабатывать люцефирин самостоятельно. Для этого они добавили ген от бактерий Photobacterium leiognathi. К тому же ген от бактерии был встроен в ген хлоропласта, для того чтоб он не смог отдаваться с пыльцой.
Но такие растения светились незначительно, чтобы увидеть эффект нужно было делать фотографии с большой выдержкой. Такая ситуация была связана с не приживаемостью генов в чужом организме. Тем не менее, создатель методики производства светящихся растений зарегистрировал патент на них. Ведь для того чтобы продолжить работу и провести ряд опытов, этого было вполне достаточно.
Шаг вперёд
Научных сотрудников даже можно не кормить, если дать им возможность присоединить люциферазы к любому гену, чтоб увидеть, как они начинают работать и соответственно светиться. Такой подход не работает как краситель, он дает чистый натуральный свет. Изначально не планировалось применить методику светящихся растений для чего-то шикарного, Только группе студентов Кембриджа пришла в голову такая идея. В 2010 году девять смельчаков задались мыслью создать декоративные растения, которые будут светиться по настоящему.
Молодые люди внесли в фермент синтеза люциферина фермент его восстановления (победив трудности всех предыдущих разработок), в качестве основы взяв гены светляка Luciola cruciata. Сделали еще ряд усовершенствований. Как результат была создана колба с бактериями, которые давали достаточно свечения даже для чтения.
Оно светится!
Массовое появление зеленых светляков стало возможным из-за встречи Омри Амирав-Дрори, предпринимателя Энтони Эванса и ученого генетика Кайла Тейлора. Запущенный ими в Сан-Франциско план был демонстрацией возможностей генной инженерии.
Для своих тестов специалисты выбрали любимое растение резуховидку Таля (Arabidopsis thaliana). Это была дикая капуста, которая имела практически полностью изученный генетический потенциал. Это растение даже запускалось в космос на советскую станцию, а НАССА планирует озеленить с его помощью луну. Следующим шагом ученых будет создание светящейся розы.
Так как поддержки со стороны государства ожидать не приходилось, группа специалистов создала на сайте кикстартер проект который требовал около 60 000$, но благодаря популярности идеи, ребята смогли набрать более 400 000$. Всем кто помог в развитии проекта финансово, ученые пообещали прислать семена растений которые вырастут и станут светиться.
Сомнения «зелёных»
Что же на счет защитников природы? Изначально они хорошо реагировали на такие работы. Ведь если посадить по улице массу светящихся деревьев, можно сэкономить море электроэнергии и сократить загрязнение окружающей среды. Мало того, такие растения могли бы стать невероятно красивыми дополнениями для любого интерьера или ландшафтного дизайна. Но когда дело дошло до практики, зеленые забили тревогу.
По словам некоторых специалистов, массовое распространение светящихся растений способно привести к не контролированному выбросу в окружающий мир ГМО элементов. Каждый помогший проекту мог выращивать светляки и говорить о каком-либо контроле за этим не приходилось. Тем более правительство Америки не могло осуществлять контроль таких растений, так – как они не употреблялись в пищу.
Наша цель - свой ФабЛаб в Санкт-Петербурге!
Следите за новостями!
Идея ученых из Массачусетского инженерного института увенчалась успехом и теперь существуют растения, которые светятся. С их помощью будут освещаться улицы.
Американским генным инженерам совместно с нанотехнологами удалось вывести светящиеся растения. Эксперименты проводились над образцами водяного кресса или жерухи обыкновенной – полуводного растения семейства капустных.
Чтобы добиться свечения в растения ввели пигменты-люцефирины, специальный фермент-окислитель похожий на гены светлячков и светящихся бактерий. Транспортировались в ткани растения эти элементы с помощью нано-частиц кремния. Попадая в растения, они вступают в реакцию, в результате которой начинается выделяться энергия и растение светится.
Генные модификация и эксперименты с генами не проводились. Ученые пошли другим путем и стали просто вводить в растение нужные частицы. Растение вымачивается в растворе, создается высокое давление, и частицы через микропоры проникают в растение.
Конечно сразу же встали этические вопросы. Не вредно ли это для растений и не нарушается ли при этом нормальное их функционирование. Ученые сразу заверили эко-защитников, что это не вредно.
В состав вводящихся элементов входит также особый кофермент, способный выводить вредные вещества, получающиеся в результате окисления.
Применение светящихся растений
Зачем же придумали такое «чудо» — растение и где оно может помочь? В природе растений, которые светятся, нет. Только немногие живые организмы имеют способность светиться.
По задумке исследователей такие растения выводились для того, чтобы с их помощью освещать улицы ночью без фонарей. Люминесцентные частицы будут таким образом циркулировать в растении, чтобы в темное время суток они светились.
Если эксперимент полностью удастся, то можно будет экономить на электроэнергии. По данным статистики на освещение улиц тратиться почти 20% всего добываемого электричества.
На данном этапе это невозможно, и выведенные растения хоть и светятся, но полноценно заменить осветительные приборы не могут. Читать под ними, не напрягая зрение, невозможно. Пока их света достаточно чтобы осветить дорожку пешеходам или даже проезжую магистраль.
Первые образцы светились всего 45 минут, потом удалось достичь 4х часового свечения. Ученые хотят достичь результата, когда растения будут светиться всю свою жизнь. Плюс доставку реагентов тоже хотелось бы упростить, и сделать что-то вроде спрея.
Ученые постепенно наращивают мощность светящейся травы, и возможно в ближайшем будущем светящаяся трава сможет стать полноценным источником света.
Компания Bioglow создала необычное ГМО растение, которое, по словам создателей, светится в темноте. На презентации ботанического чуда разработчики из Bioglow продемонстрировали его свечение нескольким сотням присутствующих.
Чудо-растение
Технология генной модификации открывает широкие границы, однако некоторые исследователи убеждены в том, что это может быть слишком опасно, как для человека, так и для природы. Противников ГМО-продукции сегодня гораздо больше, чем сторонников, но её судьбу решит только время.
ГМО-растение - достижение геннетиков.
Ученые-генетики из компании Bioglow занимаются генными модификациями уже достаточно давно, и их растение, получившее название «аватар», является продуктом нескольких лет кропотливой работы. Добиться столь необычного эффекта для цветка удалось благодаря его генетической модификации с использованием генов морских глубоководных, водорослей.
Растение-аватар.
Свечение, которое производит растение в темноте, естественное, и является обычным явлением с точки зрения процесса фотосинтеза, во всяком случае, для морских растений. Цветок-светильник «аватар» не способен самостоятельно размножаться, более того, у «аватара» нет ни бутонов, ни плодов, так что нарушить естественный баланс природы из-за опыления насекомыми растение не сможет.
Выращивание ГМО-растения.
Использовать растения-«аватары» можно в декоративных целях. Чтобы почитать книгу в темноте, света растения будет недостаточно, но светящееся растение очень красиво смотрится в темноте и может быть использовано для декорирования. Живет «аватар» всего 2-3 месяца, а стоимость одного саженца составляет чуть более 1 доллара США.
Кембриджские разработчики биолюминесценции, свои первые заметные результаты, перспективы создания светящихся растений, получили в 2010 году, хотя разработкой начали заниматься значительно ранее.
Разработчики-экспериментаторы генной инженерии сумели внедрить модифицированный генный материал, добытый из известных всем светлячков,
в бактерии и выделить отдельные компоненты, которые теоретически можно внедрить в любой геном.
Стандартная винная бутылка, заполненная светящимися бактериями, давала приличное количество света, что можно было читать газету. Исследователи сообщили, что они видят перспективу создания светящихся растений, хотя пока еще есть некоторые проблемы, над преодолением которых ведутся работы.
Коллектив проекта считает, что сегодня появилась возможность создавать не только растения, излучающие свет различных цветов, но такие, которые будут светиться по заранее заданной программе, например, при прикосновении или после стрижки или обрезки стебля, или только в темное время суток.
Видя будущие перспективы, участники разработки создали проект Glowing Plants (в переводе «Светящиеся растения») и запустили инвестиционную компания, которая получила большую поддержку, и за первую неделю уже было собрано более половины суммы 400000 долларов, намеченной в качестве конечной цели. Количество желающих поддержать проект перевалило за 3500 человек и продолжает увеличиваться.
В чем ценность кампании Светящихся растений?
Энтони Эванс, координатор этого проекта, сообщает, что запуск инвестиционной кампании на Kickstarter, был вызван новыми возможностями для развития, так как это дает возможность развивать науку иным, более открытым путем.
Glowing Plants не планирует организовывать промышленное производство светящихся деревьев для использования в качестве светильников. Однако, в качестве поощрения, они предлагают генетический материал для самостоятельного использования, обучение и поощрительные призы всем, кто поддержит их проект материально.
Например, одно из поощрительных предложений организаторов этого проекта, – семена генетически модифицированного светящегося растения Arabidopsis thaliana. Эти семена будут высланы всем тем, кто пожертвует $40 на благо проекта. Примерная дата, когда инвесторы смогут получить свои семена – июнь следующего года, или на месяц раньше, если взнос составит $120. Живое светящееся растение, которым можно похвастаться перед друзьями и использовать в качестве ночника доставят за $150.
При суме взноса $5000 и более, представитель команды проведет однодневный семинар по проблемам биолюминесценции. А имя того, кто внесет $10000 и более, будет увековечено в ДНК светящихся растений. Известно, что на сегодняшний день уже даже нашелся один такой спонсор проекта.