Растенията, чиято чувствителност към експлозиви надвишава тази на кучетата, са получени от американски биолози. За да създадат необичайни живи сензори, учените модифицираха естествения механизъм за защита на растенията по такъв начин, че той реагира на желания стимул чрез промяна на цвета на зеленината
Почти всяко растение може да се направи сензор: всички имат една или друга система за защита и съдържат протеини, подходящи за модификация. На снимката: професор Мадфорд (вдясно) и постдокт Питър Бауърман
Системата за защита, безпощадно експлоатирана от учените, е била „изобретена“от растенията много отдавна. Прост е: ако не могат да избягат от мястото, където израстват, тогава трябва да се научат да се предпазват от външни заплахи. И така, тютюневите листа, страдащи от добрия апетит на ненаситна гъсеница, започват да отделят вещества, които привличат хищни насекоми. Други растения, откривайки протеиновите рецептори на нападателя, отделят терпеноиди в тъканите, които стягат кутикулата на листата.
Изследователите са измислили как да използват последния механизъм за свои цели. Като морски свинчета екип от генетици, воден от проф. Джун Медфорд, избра арабидопсис, любимец на биолозите, и тютюн.
Изследователите са измислили как да използват последния механизъм за свои цели. Като морски свинчета екип от генетици, воден от проф. Джун Медфорд, избра арабидопсис, любимец на биолозите, и тютюн.
По замисъл на учените, беше необходимо да се промени рецепторният протеин в клетъчните стени, така че той да включи защитен механизъм, "усещащ" експлозивни химикали или замърсители на вода и въздух в растителната среда.
Биолозите, използвайки специална компютърна програма, изчислили как да променят естествените протеини на растението, така че да изпълняват желаните функции. Тогава бяха направени съответните модификации с помощта на методите на генното инженерство.
В резултат на това, в присъствието на сигнално вещество (най-често срещаният компонент на бомбите, тринитротолуен), цялото легло на генетично модифицирани растения (както арабидопсис, така и тютюн) започна да губи зеления си цвят, което дава ясен сигнал на изследователите.
Промоционално видео:
Реакцията на модифицирания тютюн към присъствието на TNT (23 ppb) в почвата се появява в рамките на няколко часа (времето е посочено хоризонтално). Вляво е показана промяна в цвета на листата, видима с просто око. Вдясно: хиперспектрално изобразяване на промените в ефективността на фотосистемата II.
В настоящото проучване почвата е наситена с TNT, изолирайки листата от TNT парите и продуктите му на разпад. Отделен експеримент обаче показа, че тютюневите кълнове бледнеят в присъствието на летливи форми. Отдолу: Най-добрият отговор от растение (CSU илюстрация).
Но както самите разработчици отбелязват, това, което се случва в изследователска лаборатория, където количеството светлина е едно и също през деня, "няма вятър, дъжд и вредители, както и хората, пръскащи кафе".
Все още не е известно дали рамките на металотърсачите и други скенери ще бъдат покрити с растения. Според Мадфорд ще минат поне 5-7 години, преди традиционните методи за намиране на експлозиви да бъдат заменени (снимка от ЦСУ).
Учените научиха първото поколение тютюн да бледнее в рамките на няколко часа след откриването на експлозиви. Всеки човек може да разпознае „отговора“на растението. Все още обаче не е измислен механизъм за връщане на листата в естествения им цвят.
В бъдеще растенията могат да бъдат настроени за улавяне на замърсители на околната среда и други химически съединения.
Сега обаче изследователите са изправени пред друга важна задача: да ускорят процеса на откриване на необходимите вещества. Мадфорд ще включи всички свои служители в решаването на този проблем и тя има много от тях: около 30 студенти, аспиранти и постдокументи. Предназначение: променете цвета на листата в рамките на няколко минути.
Статия от създателите на змийските растения е публикувана в открития достъп в списание PLoS ONE. В него американците твърдят, че чувствителността на растенията е сравнима, а понякога дори и по-висока от тази на кучетата.
Сегашната работа започва през 2003 г. Няколко заинтересовани организации предоставиха финансова подкрепа наведнъж. Около 3 милиона долара бяха инвестирани в разработването на живи сензори за експлозия в безвъзмездни средства.
За да се съобразят с развитието, Американската агенция за намаляване на заплахите за отбрана (DTRA), основният играч в тази област, отпусна още 8 милиона долара за групата на Мадфорд. Учените изчисляват, че ще са необходими още 3-4 години, за да завърши работата.
Растенията вече са се опитали да научат откриването на мина. Датската компания Aresa Biodetection е модифицирала Arabidopsis, така че листата му да станат червено-кафяви вместо зелени след 3-5 седмици (на снимките), когато в почвата има азотен диоксид от неексплодирани мини.
През 2008 г. компанията призна развитието като търговско нерентабилно, изостави по-нататъшните инвестиции в биотехнологиите и премина към друг вид дейност (снимка gizmag, от сайтове technoccult.net, storyofcool.com).
Джун смята, че растенията за кръвопролития могат да се продават като генетично модифицирани разсад и че такива зелени ще струват по-малко от конвенционалните скенери за рамки.
Преди това пчелите, плъховете, молците, пивоварните дрожди и бактериите са участвали в откриването на експлозиви (снимка от thehoneybeeconservancy.org).
В бъдеще растенията също могат да бъдат научени да разпознават няколко замърсители наведнъж и промяната на цвета на зеленината може да бъде
наблюдавана дори от космоса, мечтаят разработчиците.
"Ню Йорк Таймс" отива крачка напред и представя как ще звучат аудио съобщенията на летището в бъдеще: "Моля, покажете своята лична карта и талон за преминаване и преминете покрай стената на рододендрон."