A păși noaptea într-o grădină luminată de copaci și 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 știință speră că într-o bună zi cercetarea lor va contribui la conceperea unor ”lămpi” vii, ce vor ajuta la reducerea dependenței de energie electrică, după cum informează Science Alert duminică.
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 măcriș de baltă, care luminează în întuneric, fără a fi necesară modificarea genetică. Lumina este alimentată de ”însuși metabolismul energetic al plantei”, după cum a explicat Michael Strano, unul dintre autorii implicați în acest proiect. ”Intenția noastră este aceea de a concepe o plantă care va funcționa ca o lampă de birou – o lampă ce nu trebuie introdusă în priză”, a precizat acesta.
În 2013, un proiect Kickstarter care promitea producția unei plante modificate genetic pentru a străluci în întuneric a ajuns viral și a condus la acumularea unui buget de 484.013 de dolari, notează sursa citată. În timp, însă, lumina acestei inițiative s-a stins, însă a stat la baza apariției altui proiect. În 2014, oamenii de știință din cadrul unei companii de biotehnologie au anunțat că au produs o plantă de tutun modificată genetic care lumina ușor. Echipa de la MIT a avut însă o altă abordare. În ultimii ani, echipa condusă de Strano s-a concentrat pe plantele nanobionice. Acest lucru implică infuzarea celulelor plantei cu nanoparticule care pot îndeplini o anumită sarcină. Mai întâi, aceste particule sunt suspendate într-o soluție lichidă. Apoi, planta este scufundată în soluție și este presurizată, proces ce deschide stromele – mici pori aflați pe spatele frunzelor – și permite pătrunderea nanoparticulelor. Prin intermediul acestei tehnici, laboratorul a produs anterior plante ce pot detecta explozibili și care pot monitoriza condițiile de secetă.
Pentru plantele luminiscente, echipa de cercetători a încărcat nanoparticulele cu o enzimă numită luciferază și molecula luciferină, substanțe chimice care acționează sinergic pentru producerea bioluminiscenței în cazul licuricilor și a viețuitoarelor marine care luminează, precum copepodele sau meduzele. Luciferaza descompune luciferina și astfel apare lumina. În plus, oamenii de știință au adăugat o moleculă numită coenzima A, care îndepărtează un produs secundar rezultat în urma interacțiunii dintre luciferază și luciferină, ce poate inhiba activitatea luciferazei.
Cercetătorii au introdus apoi nanoparticulele în năsturel. Lumina produsă are o intesitate redusă – la jumătate în comparație cu un LED de 1 microwatt și circa o miime din lumina necesară pentru a citi. Însă reușita reprezintă o îmbunătățire considerabilă – cu un factor de circa 100.000 – față de performanțele plantei de tutun modificată genetic pentru a lumina. Inițial, plantele au luminat circa 45 de minute, însă oamenii de știință au prelungit funcționarea până la 3,5 ore.
Echipa de cercetători a anunțat că este încrezătoare că va putea crește intensitatea luminii produsă prin acest proces. ”Munca noastră deschide în mod serios calea către stâlpii pentru iluminat stradal care nu sunt altceva decât copaci și către iluminatul indirect din jurul locuințelor”, a declarat Strano. În plus, specialiștii 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 apariția razelor soarelui.
Cercetarea a fost finanțată de Departamentul de Energie al Statelor Unite și a fost publicată în jurnalul ”Nano Letters”.
