Рослини здатні виявляти забруднюючі і вибухонебезпечні речовини

Біологі Державного Університету Колорадо показали, що рослини можуть послужити як дуже специфічних детекторів, що визначають не тільки забруднюючі речовини навколишнього середовища, а й вибухонебезпечні елементи.

Профессор Джун Медфорд (June Medford) та її науково-дослідницька група з Відділу Біології змогли за допомогою комп'ютерного проектування перебудувати характерна ознака рослини, що виявляється у вигляді природного сигнализирующего процесу, таким чином, що рослина перетворюється із зеленого в біле, коли в повітрі або грунті їм виявлено хімічні речовини. Ця робота - важливий крок в довгій процесі - могла б, зрештою, успішно застосовуватися з метою безпеки в аеропортах або торгових центрах, або в якості контролю таких забруднюючих речовин як, наприклад, радон в будинку.

"Ідея зробити рослини детектором виходить безпосередньо від самої природи" - сказала Медфорд. "Рослини не можуть втекти або сховатися від небезпек, тому вони розробили розумні системи для визначення та реагування на своє середовище. Ми 'навчили' рослини виявляти речі, в яких ми зацікавлені, і миттєво реагувати на них, повідомляючи нам про те, що навколо щось не в порядку ". Дослідження з'явилося недавно в журналі відкритого доступу PLoS ONE. Фінансова підтримка дослідження була здійснена Агентством Захисту Передових дослідницьких проектів (DARPA) і іншими охоронними організаціями.

"Здібності рослини створені, для виявлення вибухонебезпечних речовин можуть, зрештою, допомогти нам захищати наші війська від зімпровізувати вибухових пристроїв (IED) "- зазначила Лінда Криси (Linda Chrisey), програмне посадова особа відділу Військово-морських біонаук та Програми Біоцентрческіх Технологій Служби Військово-морського Дослідження.

Медфорд її наукова група також нещодавно отримали грант у розмірі $ 7900000 від Відділу Захисту США, щоб втілити в життя відкриття, зроблене в її науково-дослідної лабораторії CSU. Засновані поки на дослідженні, здатності виявлення цих рослин, за твердженням Медфорд, подібні або навіть краще нюху собак. Ознаки виявлення можуть бути розроблені в будь-яких видах рослин і можуть виявляти численні забруднюючі речовини відразу - зміни, які можуть бути також виявлені супутником.

"Дослідження доктора Медфорд ілюструє те факт, що основні зміни в науковому розумінні можуть бути застосовані у вирішенні таких важливих проблем як, наприклад, захист навколишнього середовища і безпеку батьківщини "- підкреслив Білл Фарленд (Bill Farland), віце президент Дослідження в Штаті Колорадо і раніше головний учений Агентства Захисту Навколишнього середовища.

Вичіслітельное проектування ознаки виявлення доктора Медфорд спочатку було зроблено у співпраці з професором Хомма Хеллінг (Homme Hellinga) з Університету Дьюка і пізніше з професором Девідом Бейкером (David Baker) з університету Вашингтона.

Как це працює: в лабораторіях Бейкера і Хеллінг використовувалася комп'ютерна програма для перебудови природно вироблених білків, названих рецепторами. Ці перероблені рецептори в результаті стали особливо реагувати на забруднюючі або вибухонебезпечні речовини. Потім в лабораторії доктора Медфорд ці перебудовані за допомогою комп'ютера рецептори були модифіковані, щоб функціонувати в рослинах, і поміщені на стінку клітин рослини, де вони зможуть виявляти забруднюючі речовини або вибухонебезпечні речовини в повітрі або грунті, знаходяться близько рослини. Рослина виявляє субстанцію і активізує внутрішній сигнал, який є причиною того, що рослина втрачає свій зелений колір і набуває білий.

Двігаясь вперед, Медфорд, залучаючи до співпраці групу близько 30 студентів останнього курсу, аспірантів та докторів, сфокусує свою увагу на такому факторі, як прискорення часу виявлення. Спочатку реакція рослин першого покоління на вибухонебезпечну речовину відбувалася через кілька годин, але поліпшення у розробці сприятимуть скороченню часу реакції до декількох мінут.

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg Переклад: М. Гончар

• Одинокий дельфин развил уникальный язык
• Крылья птиц и летучих мышей: разные пути эволюции
• Обнаружен неожиданно крупный вид древнего млекопитающего в Патагонии
• Путешествия мамонтов связаны с самыми ранними охотничьими лагерями Аляски
• Серые рифовые акулы меняют наши представления о том, как они дышат
• У Галапагосских островов обнаружили корраловый риф
• Обнаружено фильтрующее питание, подобное китовому, у доисторического морского рептилии
• Мини-кенгуру возвращаются в Южную Австралию после исчезновения на 100 лет