В MIT создали светящуюся траву для освещения улиц
Введя в ткани листьев наночастицы со светящимися пигментами, инженеры MIT заставили растения испускать свет; методика не требует манипуляций с геномом растений.
Инженеры MIT модифицировали жеруху обыкновенную (Nasturtium officinale), введя в ткань листьев люминесцентные наночастицы так, чтобы в темное время суток растение светилось. Сейчас трава светится на протяжении четырех часов; авторы идеи считают, что дальнейшая доработка позволит увеличить светимость и продолжительность свечения до такой степени, что в темной комнате возле небольшого горшка с растением можно будет читать, а клумба сможет освещать ночные улицы.
«Идея в том, чтобы растения можно было использовать для освещения помещений или улиц в ночные часы», – комментирует руководитель исследовательской группы Майкла Страно (Michael Strano). Такие растения могли бы сократить затраты электроэнергии на освещение, которые сегодня составляют около пятой части глобального энергопотребления.
Химическая реакция, в ходе которой энергия выделяется в форме света, происходит в результате окисления пигментов класса люциферинов в присутствии соответствующих ферментов – люцифераз. В ряде предыдущих исследований свечение живых организмов достигалось за счет генетических модификаций, в результате которых люциферины и люциферазы синтезировались в клетках растения. Группа Майкла Страно (Michael Strano) предлагает подход, не предусматривающий манипуляций с геномом растений. Вместо этого и пигмент, и окислительный фермент вводятся в ткани растения в составе наночастиц на основе кремния (для люциферазы) и полилактид-ко-гликолида (для люциферина); растения вымачивают в растворе частиц, а затем подвергают воздействию высокого давления, в результате чего наночастицы проникают в ткань через микропоры листа. В состав раствора также входят хитозановые наночастицы с коферментом A, который способствует выведению побочных продуктов реакции окисления люциферина, связывающих люциферазу и ингибирующих реакцию.
Частицы, несущие люциферин и кофермент A, накапливаются во внеклеточном пространстве паренхимы (внутреннего слоя листа), а частицы, несущие люциферазу, за счет меньшего размера проникают сквозь мембрану клеток паренхимы. Высвобождаясь из наночастиц, пигмент также попадает внутрь клеток, где вступает с люциферазой в реакцию, в результате которой растение испускает свет.
Первые опытные образцы светились всего по 45 минут, последние – уже почти по 4 часа; в идеале одного сеанса обработки раствором с наночастицами должно хватать для того, чтобы листья светились на протяжении всей жизни растения, считают авторы разработки. В дальнейшем ученые рассчитывают упростить процесс доставки наночастиц в ткани растений – к примеру, создать спрей, обработки которым будет достаточно для того, чтобы превратить в фонарь взрослое дерево или газон.
Все наночастицы, использованные в экспериментах, прошли проверку и получили одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США как безопасные для человека.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.
В янтаре сохранились не только перья динозавров, но и пившие их кровь насекомые мелового периода.
Поток новостей показывает каждое научное открытие как необычно важное, отчего бывает сложно выделить самые значимые. Вот наша версия десятки самых выдающихся научных достижений года. Расскажем о них поподробнее.
Американская компания внедрила в свою обувь цифровые технологии.
Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.
Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.
Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.
Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.
В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?
Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.
Комментарии
