Комнатные растения научат обнаруживать в домах опасные газы и плесень

Синтетическая биология является ценным инструментом для сельскохозяйственного хозяйства.

Иллюстрация Global Look Press.

Стена из фитосенсоров может выглядеть следующим образом. Слева комната показана днём, справа √ она же в тёмное время суток и при определённом освещении.

Фото (вставка справа) Francisco Palacios. Дизайн визуализации Сьюзан Стюарт и Рана Абудайех.

Учёные из США создают комнатные растения, которые будут способны ощущать появление в домах плесени или опасных веществ и сигнализировать об этом людям, изменяя цвет листвы. Идея получить такие "живые датчики" пришла в голову профессору Нилу Стюарту (Neal Stewart) из Университета Теннесси (UT) во время разговора с женой Сьюзан и Раной Абудайех (Rana Abudayyeh), доцентом колледжа архитектуры и дизайна UT.

Задумка уже была релизована на фермах в период с 2012 по 2013 годы. Биологи модифицировали растения табака (Nicotiana tabacum) таким образом, чтобы они производили большое количество оранжевого флуоресцентного белка при встрече с болезнетворными бактериями. Для этого исследователи сначала идентифицировали гены в геноме табака, которые могли бы реагировать на вредные летучие органические химические вещества (ЛОВ) в воздухе. (Напомним, что последние появляются в домах регулярно.)

Затем учёные внедрили синтетические "промоторы" в ДНК растений, чтобы усилить реакцию растений на ЛОВ в десять раз. Когда модифицированные растения ощущали бактерии, их клетки реагировали активной генерацией оранжевого флуоресцентного белка. Фермеры, чтобы обнаружить сигнал, должны были надеть специальные очки и посмотреть, светятся ли растения оранжевым в зелёном свете.

Эта технология может через некоторое время переместиться в жилые дома, где "живые стены" из генетически модифицированных растений могут быть установлены возле вентиляционных отверстий. Учёные надеются, что растения смогут почувствовать рост токсичной для человека плесени и вирусы, например, вирус гриппа.

Если учёные выяснят, как комнатные растения реагируют и на другие угрозы, такие как газ радон и бытовые патогены, они смогут создать "умные растения" для решения целого ряда проблем.

Стена из фитосенсоров может выглядеть следующим образом. Слева комната показана днём, справа √ она же в тёмное время суток и при определённом освещении.

Отметим, что это не первый случай, когда растения были предложены для использования в качестве биосенсоров. На сегодняшний день с использованием биотехнологий разработано несколько экологически значимых фитосенсоров. Фактически генная инженерия породила целую область исследований под названием синтетическая биология. Многие исследователи в мире сегодня занимаются проектированием и созданием новых частично или полностью искусственных биологических объектов или систем.

Синтетическая биология является ценным инструментом для сельскохозяйственного хозяйства, позволяя фермерам выращивать растения, устойчивые к засухе или определённым вредителям (впрочем, насекомым есть, что ответить, пытающимся перехитрить природу людям).

"С помощью инструментов синтетической биологии мы сможем создавать комнатные растения, которые также будут служить элементами архитектурного дизайна", — считает профессор Стюарт. Растения будут не только украшать стены, но и функционировать как датчики экологических агентов, которые могут нанести вред здоровью людей. "Растения будут предупреждать нас о наличии опасностей в окружающей нас среде", — добавил Нил.

Подробнее о проведённой работе исследователи сообщают в статье журнала Plant Biotechnology.

 

Добавим, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" рассказывали о том, какую опасность представляют прокуренные помещения, а также о растениях, которые лучше всего очищают воздух в доме. Также мы сообщали о модифицированных дрожжах, которые расскажут о развитии грибкового заболевания.