Planter, der følsomheten for sprengstoff overstiger hundenes, er avledet av amerikanske biologer. For å lage uvanlige levende sensorer, modifiserte forskere den naturlige plantevernmekanismen på en slik måte at den svarer til ønsket stimulus ved å endre fargen på løvet
Nesten hvilken som helst plante kan gjøres til en sensor: alle har ett eller annet beskyttelsessystem og inneholder proteiner som er egnet for modifisering. Bildet: Professor Madford (til høyre) og postdoktor Peter Bowerman
Beskyttelsessystemet, som ble utnyttet nådeløst av forskere, ble "oppfunnet" av planter for lenge siden. Det er enkelt: hvis de ikke kan flykte fra stedet der de vokser opp, må de lære å beskytte seg mot eksterne trusler. Så tobaksblader, som lider av den gode appetitten til en glupsk larve, begynner å utskille stoffer som tiltrekker rovdyrinsekter. Andre planter, etter å ha oppdaget angriperens proteinreseptorer, avgir terpenoider i vevet, som strammer kutikula i bladene.
Forskere har funnet ut hvordan de skal bruke den sistnevnte mekanismen til sine egne formål. Som marsvin valgte et team av genetikere ledet av professor June Medford Arabidopsis, en biologs favoritt og tobakk.
Forskere har funnet ut hvordan de skal bruke den sistnevnte mekanismen til sine egne formål. Som marsvin valgte et team av genetikere ledet av professor June Medford Arabidopsis, en biologs favoritt og tobakk.
Som tenkt av forskerne, var det nødvendig å endre reseptorproteinet i celleveggene slik at det ville utløse en forsvarsmekanisme, “sensing” eksplosive kjemikalier eller miljøgifter i vannets luft.
Biologer, ved hjelp av et spesielt dataprogram, beregnet hvordan de naturlige proteinene til en plante kan endres slik at de utfører de ønskede funksjonene. Deretter ble passende modifikasjoner gjort ved bruk av genteknologiske metoder.
Som et resultat, i nærvær av et signalstoff (den vanligste komponenten av bomber, trinitrotoluen), begynte hele sjiktet av genmodifiserte planter (både Arabidopsis og tobakk) å miste sin grønne farge, noe som ga et tydelig signal til forskere.
Salgsfremmende video:
Reaksjonen fra den modifiserte tobakken på tilstedeværelsen av TNT (23 ppb) i jorden vises innen flere timer (tiden er angitt horisontalt). På venstre side vises en endring i bladfarge, synlig for det blotte øye. Til høyre: hyperspektral avbildning av endringer i effektiviteten til fotosystem II.
I den nåværende studien var jorda mettet med TNT, og isolerte bladene fra TNT-damp og dens forfallsprodukter. Imidlertid viste et eget eksperiment at tobakksspirer bleke i nærvær av flyktige former. Nederst: Den beste responsen fra en plante (CSU-illustrasjon).
Men som utviklerne selv bemerker, hva som skjer i et forskningslaboratorium, hvor lysmengden er den samme i løpet av dagen, "det er ingen vind, regn og skadedyr, i tillegg til at folk spruter ut kaffe."
Det er foreløpig ikke kjent om rammene til metalldetektorer og andre skannere vil være dekket med planter. I følge Madford vil det ta minst 5-7 år før de tradisjonelle metodene for å finne sprengstoff erstattes (foto av CSU).
Forskere lærte den første generasjonen tobakk å bli blek i løpet av få timer etter oppdagelsen av eksplosiver. Enhver person kan kjenne igjen "svaret" til en plante. Imidlertid er det ennå ikke blitt oppfunnet noen mekanisme for å returnere bladene til sin naturlige farge.
I fremtiden kan planter være innstilt for å fange opp miljøgifter og andre kjemiske forbindelser.
Imidlertid står forskere nå overfor en annen viktig oppgave: å fremskynde prosessen med å oppdage de nødvendige stoffene. Madford kommer til å involvere alle de ansatte i å løse dette problemet, og hun har mange av dem: rundt 30 studenter, doktorgradsstudenter og postdokumenter. Formål: endre fargen på bladene i løpet av få minutter.
En artikkel av skaperne av slangplantene er publisert i åpen tilgang i tidsskriftet PLoS ONE. I den hevder amerikanere at følsomheten til planter er sammenlignbar, og noen ganger enda høyere enn for hunder.
Det nåværende arbeidet begynte allerede i 2003. Flere interesserte organisasjoner ga økonomisk støtte samtidig. Rundt 3 millioner dollar ble investert i utviklingen av levende eksplosive sensorer i tilskudd.
For å bringe utviklingen i tankene, tildelte American Defense Threat Reduction Agency (DTRA), hovedspilleren på dette feltet ytterligere 8 millioner dollar til Madford-gruppen. Forskere anslår at det vil ta ytterligere 3-4 år å fullføre arbeidet.
Planter har allerede prøvd å lære mine påvisning. Det danske selskapet Aresa Biodetection har modifisert Arabidopsis slik at bladene blir rødbrune i stedet for grønne om 3-5 uker (på bildene) når nitrogendioksid fra ueksploderte gruver er til stede i jorda.
I 2008 anerkjente selskapet utviklingen som kommersielt ulønnsom, forlot ytterligere investeringer i bioteknologi og byttet til en annen type aktivitet (photo gizmag, fra nettsteder technoccult.net, storyofcool.com).
Juni mener at blodhundplanter kan selges som genmodifiserte frøplanter og at slike greener vil være billigere enn konvensjonelle rammeskannere.
Tidligere var bier, rotter, møll, bryggergjær og bakterier involvert i å oppdage eksplosiver (foto fra thehoneybeeconservancy.org).
I fremtiden kan planter også læres å gjenkjenne flere miljøgifter samtidig, og fargeendringen på løvverk kan
overvåkes til og med fra verdensrommet, drømmer utviklerne.
New York Times går et skritt videre og presenterer hvordan flyplasslydmeldinger vil høres ut i fremtiden: "Vennligst vis ID og boardingkort og gå forbi rhododendronveggen."
