Бизнес-идея: светящиеся цветы. Ученые вывели светящиеся растения Люминесцентные растения

Идея ученых из Массачусетского инженерного института увенчалась успехом и теперь существуют растения, которые светятся. С их помощью будут освещаться улицы.

Американским генным инженерам совместно с нанотехнологами удалось вывести светящиеся растения. Эксперименты проводились над образцами водяного кресса или жерухи обыкновенной – полуводного растения семейства капустных.

Чтобы добиться свечения в растения ввели пигменты-люцефирины, специальный фермент-окислитель похожий на гены светлячков и светящихся бактерий. Транспортировались в ткани растения эти элементы с помощью нано-частиц кремния. Попадая в растения, они вступают в реакцию, в результате которой начинается выделяться энергия и растение светится.

Генные модификация и эксперименты с генами не проводились. Ученые пошли другим путем и стали просто вводить в растение нужные частицы. Растение вымачивается в растворе, создается высокое давление, и частицы через микропоры проникают в растение.

Конечно сразу же встали этические вопросы. Не вредно ли это для растений и не нарушается ли при этом нормальное их функционирование. Ученые сразу заверили эко-защитников, что это не вредно.

В состав вводящихся элементов входит также особый кофермент, способный выводить вредные вещества, получающиеся в результате окисления.

Применение светящихся растений

Зачем же придумали такое «чудо» — растение и где оно может помочь? В природе растений, которые светятся, нет. Только немногие живые организмы имеют способность светиться.

По задумке исследователей такие растения выводились для того, чтобы с их помощью освещать улицы ночью без фонарей. Люминесцентные частицы будут таким образом циркулировать в растении, чтобы в темное время суток они светились.

Если эксперимент полностью удастся, то можно будет экономить на электроэнергии. По данным статистики на освещение улиц тратиться почти 20% всего добываемого электричества.

На данном этапе это невозможно, и выведенные растения хоть и светятся, но полноценно заменить осветительные приборы не могут. Читать под ними, не напрягая зрение, невозможно. Пока их света достаточно чтобы осветить дорожку пешеходам или даже проезжую магистраль.

Первые образцы светились всего 45 минут, потом удалось достичь 4х часового свечения. Ученые хотят достичь результата, когда растения будут светиться всю свою жизнь. Плюс доставку реагентов тоже хотелось бы упростить, и сделать что-то вроде спрея.

Ученые постепенно наращивают мощность светящейся травы, и возможно в ближайшем будущем светящаяся трава сможет стать полноценным источником света.

Как сделан светящийся цветок?

Светящиеся цветы — это натуральные свежие , пионы или любые другие растения, обработанные специальным составом, одобренным государственными органами сертификации и абсолютно безвредным для человека.

Био-гель, разработанный европейскими специалистами, уникален по своим свойствам. Он позволяет обработанной поверхности, находящейся в светлом помещении, сохранять способность излучать свет в темноте на протяжении некоторого времени. В результате этого волшебства букет наполняется светящимися цветами. Днем они представляют собой прекрасную композицию, а ночью при отсутствии освещения — некую загадочную инсталляцию.

Письма на цветах

Технология по превращению обычных букетов в волшебные предельно проста. Сделать светящийся цветок можно, нанеся жидкий состав на лепестки, стебли, листья растений. Благодаря этому несложному процессу можно не только привнести новизны в собственно подарок, но также и передать некое послание адресату:

• написав на цветах о своих чувствах, например: «Люблю нежно»;
• или поздравив именинника, выведя гелем: «С Днем рождения!».

Подари мне цветочек … светящийся!

Светящиеся ночью цветы можно подарить на 8 Марта, День Всех Влюбленных, День Рождения мамы, тети, племянницы, любимой девушки или подружки. Особенно уместны они будут в Новый год, ведь эти цветы так напоминают яркую ёлочную гирлянду!

Кроме того, такие букеты будут эффектно смотреться в интерьере: на банкетах, свадьбах или в собственном доме. Не только в помещении, но и под открытым небом им найдется достойное место. Они могут светиться в темноте, заменяя фонарики вдоль дорожек.

И будет он жить долго и счастливо

Нанесение специального состава на цветы не сокращает срок их жизни. Они не увянут раньше необработанных растений. Наоборот, свойства геля немного «законсервируют» Ваш букет. Уход за ним надо осуществлять ровно такой, как и за его несветящимся в темноте собратом.

Если Ваша мама или сестра любят сохранять теплые воспоминания, то Вам непременно нужно преподнести им светящийся букет. Дело в том, что засушенные бутоны сохраняют свои свойства. Срок службы биологического состава неограничен. Поэтому и через месяц, и через год Ваши родные и любимые смогут открыть заветную коробочку и заглянуть на сухие светящиеся лепесточки. А если Ваша мама сможет сделать икебану, светящиеся цветы ночью будут освещать ей дорогу в квартире еще долгое время, напоминая о прекрасном подарке!

Светящиеся в темноте растения, как будто появившиеся из мерцающих лесов фильма «Аватар», уже готовы поселиться в вашем саду. Выращивание светящегося дерева, конечно же, потребует некоторого времени, но вы можете заказать светящиеся в темноте семена арабидопсиса, небольшого цветкового растения из семейства крестоцветных, уже сейчас.

Согласно информации от кампании Kickstarter, запустившей компанию в прошлом году, сайт Glowingplant планировал начать поставку семян уже на следующей неделе. Но, по словам компании, релиз был отложен до осени – не из-за производственных сбоев или неудач со свечением самих растений, а по причине того, что проект собрал больше денег, чем они изначально ожидали.

Несколько месяцев назад мы поинтересовались у наших инвесторов, хотят ли они, чтобы мы начали отправлять семена вовремя, или же нам следует использовать оставшуюся часть средств на улучшение светимости, – объясняет Энтони Эванс, генеральный директор начинающей компании синтетической биологии, создавшей биолюминесцентную флору.

И подавляющее большинство посоветовало нам поработать над улучшением светимости.

Для того чтобы создать биолюминесцентное растение, ученые искусственно скрестили арабидопсис и светящуюся морскую бактерию Vibrio fischeri. Простая вставка ДНК бактерии в растение не сработала бы – для корректной работы в растении генам требуется ряд изменений – и поэтому команда учёных использовала синтетический подход.

Во-первых, исследователи собрали гены виртуально, используя программное обеспечение под названием генетический компилятор, который позволяет ученым собирать ДНК новых форм жизни на компьютерах. После этого они переслали генные характеристики занимающимся сборкой ДНК компаниям, которые и построили реальное ДНК.

Для импорта свежесобранных генов в арабидопсис, команда учёных использовала бактерию – Agrobacterium tumefaciens. В природе А. tumefaciens является патогенным организмом, который вставляет свои гены в клетки растений, вызывая онкологические новообразования. Но его нейтрализованная версия может доставлять синтезированный ДНК в растение-хозяина, не нанося ему вреда.

Исследователи вставили полученные гены в листья и провели оценку того, насколько хорошо растение адаптировалось и сколько света оно производит. Благодаря дополнительному финансированию, в настоящее время учёные экспериментирует с диапазоном слегка различных последовательностей ДНК для получения наилучшего свечения.

Мы планируем проверить около 1500 последовательностей, – отмечает Эванс.

Когда учёные подберут наилучшую последовательности ДНК, они создадут коммерческий арабидопсис светящийся в темноте, используя инструмент под названием «генная пушка», который будет бомбардировать растение наночастицами, призванными доставить ДНК внутрь.

При цветении арабидопсис будет производить семена, которые сохранят новые гены, и его потомство также будет светиться в темноте. Сейчас команда учёных проводит тестирование способности светиться второго поколения арабидопсиса.

Когда, в конечном итоге, семена поступят в широкую продажу, то это будет крупнейшим в мире релизом генно-инженерного растения – концепция, которая приходится откровенно не по душе некоторым экологам.

В современной науке синтетическая биология и генетически модифицированные организмы (ГМО) являются крайне спорными концепциями. Существуют опасения, что ГМО представляют опасность для людей или и вовсе могут стать инвазивными видами.

Когда компания «Glowing Plant» впервые выложила свой ​​проект на Kickstarter, группа противников синтетической биологии их Канады запустила ответную кампанию «kickstopper», призванную остановить этот проект. Эта инициатива собрала всего $ 2274. Тогда как команда Эванса остановилась всего в паре долларов от полумиллиона, превысив свою первоначальную цель больше чем в семь раз.

Кристина Холмс, изучающая последствия биотехнологий и инноваций в селекции растений для человечества в Университете Далхаузи в Канаде, отмечает, что риски различаются в каждом конкретном случае.

Грубо говоря, не все ГМО одинаковы, – утверждает Холмс. – Многое зависит от того, какое растение вы используете, какие гены вы задействовали, и, наконец, для какой цели.

Риск повышается, если рассматриваемые растения предназначены для употребления человеком в пищу. Но арабидопсис – это просто сорняк. С точки зрения инвазивной опасности видов, риски также необходимо рассматривать непосредственно для каждого конкретного случая. Это зависит отчасти от того, насколько легко обсуждаемое растение распространяет свою пыльцу и, следовательно, его гены на другие растения.

В случае с арабидопсисом опасения необоснованны, потому что это растение является, прежде всего, самоопыляющейся травой, – отмечает Кайл Тейлор, молекулярный биолог и ботаник компании «Glowing Plant».

Спросите у любого биолога, работающего с арабидопсисом, легко ли заставить эти растения осуществить перекрестное опыление, и они ответят вам, что это совершенно нетривиальная задача.

Тейлор также добавил, что гибриду будет намного сложнее выжить, поскольку производство света потребует дополнительной энергии, и приведёт к ослаблению растения. Гибрид даже может спутать свой собственный свет с солнечным, что может негативно сказаться на его метаболизме.

Если поставить обычный арабидопсис рядом со светящимся, – признаётся Тейлор, – то светящееся растение выглядит менее счастливым.

Холмс утверждает, что никогда нельзя знать заранее, как будет вести себя новый вид, но световая модификация уж точно «не придаст ему большей силы как сорняку» – по сравнению, скажем, с рапсом, который генетически модифицирован таким образом, чтобы противостоять гербицидам.

По прогнозам Эванса светящееся растение должно сделать концепцию синтетической биологии интересной и близкой для людей.

Причина, по которой многие испытывают недоверие к биотехнологиям, заключается в том, что они их не понимают, – убеждён Эванс. – Мы же верим, что нам удастся изменить отношение к биотехнологии, создав нечто осязаемое, то, что люди смогут понять.

Так неужели мы и вправду увидим лес, наполненный деревьями с Пандоры, которые заменят уличные фонари, сократят потребление электроэнергии и выбросы CO2?

Для того чтобы добраться до такого уровня, потребуется немало потрудиться, – признаётся Тейлор.

Это биология, так что всегда могут всплыть какие-то нюансы, которые мы не до конца понимаем. Но у нас есть пара идей, как добиться желаемого.

Кембриджские разработчики биолюминесценции, свои первые заметные результаты, перспективы создания светящихся растений, получили в 2010 году, хотя разработкой начали заниматься значительно ранее.

Разработчики-экспериментаторы генной инженерии сумели внедрить модифицированный генный материал, добытый из известных всем светлячков,
в бактерии и выделить отдельные компоненты, которые теоретически можно внедрить в любой геном.

Стандартная винная бутылка, заполненная светящимися бактериями, давала приличное количество света, что можно было читать газету. Исследователи сообщили, что они видят перспективу создания светящихся растений, хотя пока еще есть некоторые проблемы, над преодолением которых ведутся работы.

Коллектив проекта считает, что сегодня появилась возможность создавать не только растения, излучающие свет различных цветов, но такие, которые будут светиться по заранее заданной программе, например, при прикосновении или после стрижки или обрезки стебля, или только в темное время суток.

Видя будущие перспективы, участники разработки создали проект Glowing Plants (в переводе «Светящиеся растения») и запустили инвестиционную компания, которая получила большую поддержку, и за первую неделю уже было собрано более половины суммы 400000 долларов, намеченной в качестве конечной цели. Количество желающих поддержать проект перевалило за 3500 человек и продолжает увеличиваться.

В чем ценность кампании Светящихся растений?

Энтони Эванс, координатор этого проекта, сообщает, что запуск инвестиционной кампании на Kickstarter, был вызван новыми возможностями для развития, так как это дает возможность развивать науку иным, более открытым путем.

Glowing Plants не планирует организовывать промышленное производство светящихся деревьев для использования в качестве светильников. Однако, в качестве поощрения, они предлагают генетический материал для самостоятельного использования, обучение и поощрительные призы всем, кто поддержит их проект материально.

Например, одно из поощрительных предложений организаторов этого проекта, – семена генетически модифицированного светящегося растения Arabidopsis thaliana. Эти семена будут высланы всем тем, кто пожертвует $40 на благо проекта. Примерная дата, когда инвесторы смогут получить свои семена – июнь следующего года, или на месяц раньше, если взнос составит $120. Живое светящееся растение, которым можно похвастаться перед друзьями и использовать в качестве ночника доставят за $150.

При суме взноса $5000 и более, представитель команды проведет однодневный семинар по проблемам биолюминесценции. А имя того, кто внесет $10000 и более, будет увековечено в ДНК светящихся растений. Известно, что на сегодняшний день уже даже нашелся один такой спонсор проекта.