Szpinak i jego supermoce: ta roślina może działać jak wykrywacz materiałów wybuchowych

Bioinżynierowie z USA nie przestają zaskakiwać. Ich najnowsze dzieło to wyposażony w nanorurki węglowe szpinak emitujący widoczne w podczerwieni ostrzeżenia. W jaki sposób uzyskuje i wysyła informacje?

Szpinak i jego supermoce: ta roślina może działać jak wykrywacz materiałów wybuchowych 1
Źródło zdjęć: © Fot. [Depositphotos/zoryanchik](http://pl.depositphotos.com/23108464/stockphotospinach.html)
Jarosław Balcerzak

Doświadczony zespół biotechnologów

Najnowsze odkrycie jest zasługą naukowców pod kierownictwem Michaela Strano, profesora inżynierii chemicznej z uniwersytetu MIT (Massachusetts Institute of Technology). To nie pierwsze jego osiągnięcie w tej dziedzinie – już dwa lata temu zdołał przy pomocy nanocząsteczek zwiększyć w roślinach zdolności fotosyntezy, przekształcając je w sensory tlenku azotu.

Kolejnym osiągnięciem prof. Strano było stworzenie nanorurek węglowych i posłużenie się nimi jako sensorami wielu molekuł, m.in. nadtlenku wodoru, trotylu i sarinu. Zdobyte doświadczenia przyniosły sukces w najnowszym przedsięwzięciu – szpinaku zdolnym nie tylko wykryć materiały wybuchowe, lecz również szybko zakomunikować to fluorescencją.

Szpinak i jego supermoce: ta roślina może działać jak wykrywacz materiałów wybuchowych 2
Profesor Michael Strano - kierownik przełomowych badań w MIT

Sygnały alarmowe w podczerwieni

Sukces udało się osiągnąć, wykorzystując właśnie nanorurki węglowe. Za sprawą połączeń naczyniowych osadzono je w mezofilu (tkance miękiszowej) liści, a więc warstwie najintensywniej dokonującej fotosyntezy. Tak zmodyfikowana roślina w sposób naturalny pobiera wodę z gleby, dostarczając ją do liści, a w nich także nanosensorów.

Te z kolei są niezwykle czułe na związki nitroaromatyczne, często stosowane przy produkcji wielu materiałów wybuchowych, m.in. min lądowych. Gdy któraś z tych substancji zostaje przez szpinak wykryta, w ciągu ok. 10 minut jego liście zaczynają emitować fluorescencyjny sygnał widoczny kamerą w podczerwieni. Maksymalny zasięg widoczności ostrzeżenia to obecnie ok. 1 metra.

Naukowcy wykorzystali specjalną kamerę, podłączoną do niewielkiego, mobilnego urządzenia opartego na Raspberry Pi. Docelowo sygnał może wykryć znacznie więcej modeli kamer – barierą jest jedynie powszechnie w nich montowany filtr podczerwieni. Zespół prof. Strano intensywnie pracuje także nad zwiększeniem zasięgu widoczności sygnału.

Szpinak i jego supermoce: ta roślina może działać jak wykrywacz materiałów wybuchowych 3
Szpinak - do niedawna superfood, obecnie symbol przełomu w nauce

Odkrycie o ogromnym znaczeniu dla nauki

Badania nieprzerwanie trwają, a naukowcom udało się także stworzyć wariant szpinaku wykrywającego dopaminę, wpływającą na tempo wzrostu rośliny. Prowadzone są także prace nad kolejnymi rodzajami sensorów, m.in. ustalających jakich substancji używa roślina by przechowywać informacje we własnych tkankach.

W trakcie rozwoju są także próby stworzenia innych rodzajów sygnalizacji zagrożeń, w tym możliwość zmiany koloru czy komunikacja przy pomocy sygnałów radiowych. Docelowo zespół prof. Strano ma nadzieję stworzyć rośliny zdolne do ostrzegania przed zanieczyszczeniami powietrza i zmianami klimatycznymi, w szczególności suszą.

Odkrycie pomoże także wielu botanikom – tak zastosowana bioinżynieria pozwala lepiej zrozumieć mechanizmy pracy głębszych warstw roślin, precyzyjnie monitorować ich kondycję, a także maksymalizować ilość trudnych do pozyskania substancji pochodzenia roślinnego. Najlepszym przykładem jest Katarantus różowy – kwiat, który służy do produkcji leków na m.in. białaczkę.

Źródło artykułu: WP Gadżetomania
Wybrane dla Ciebie
Anomalie nad Atlantykiem. Co się dzieje z polem geomagnetycznym?
Anomalie nad Atlantykiem. Co się dzieje z polem geomagnetycznym?
Zamówił kartę graficzną w dużym sklepie. Dostał cegłę
Zamówił kartę graficzną w dużym sklepie. Dostał cegłę
Zasada "30 sekund". Rekomendacja CBZC
Zasada "30 sekund". Rekomendacja CBZC
Nowy model podróży w czasoprzestrzeni. Czy można poruszać się szybciej niż światło?
Nowy model podróży w czasoprzestrzeni. Czy można poruszać się szybciej niż światło?
Czeski skarb ma 2,5 tys. lat. Takich monet nie spodziewali się odkryć
Czeski skarb ma 2,5 tys. lat. Takich monet nie spodziewali się odkryć
Fałszywe wiadomości na WhatsAppie. Ostrzeżenie WOC
Fałszywe wiadomości na WhatsAppie. Ostrzeżenie WOC
Samsung Galaxy XR coraz bliżej. Pierwsze gogle z Androidem XR na zdjęciach
Samsung Galaxy XR coraz bliżej. Pierwsze gogle z Androidem XR na zdjęciach
Mikroby z wiecznej zmarzliny. Budzą się po tysiącach lat
Mikroby z wiecznej zmarzliny. Budzą się po tysiącach lat
Powrót Voodoo: Kultowe karty 3Dfx w nowoczesnym wydaniu
Powrót Voodoo: Kultowe karty 3Dfx w nowoczesnym wydaniu
Unikatowe znalezisko w Ekwadorze. To dowód na pradawne życie
Unikatowe znalezisko w Ekwadorze. To dowód na pradawne życie
Nowa era druku: Open Printer daje lekcję gigantonom branży
Nowa era druku: Open Printer daje lekcję gigantonom branży
Odkrycia na Enceladusie. Związki organiczne pod lodową powierzchnią
Odkrycia na Enceladusie. Związki organiczne pod lodową powierzchnią