Biljke, čija osjetljivost na eksploziv premašuje osjetljivost pasa, dobivaju američki biolozi. Da bi stvorili neobične životne senzore, znanstvenici su modificirali prirodni mehanizam obrane biljaka na takav način da reagira na željeni podražaj mijenjajući boju lišća
Skoro svaka biljka može se napraviti senzor: svi imaju jedan ili drugi sustav zaštite i sadrže bjelančevine pogodne za modifikaciju. Na slici: profesor Madford (desno) i postdoc Peter Bowerman
Sustav zaštite, koji su nemilosrdno iskorištavali znanstvenici, biljke su davno izmislile. Jednostavno je: ako ne mogu pobjeći od mjesta na kojem odrastu, onda se moraju naučiti zaštititi od vanjskih prijetnji. Dakle, listovi duhana, pateći od dobrog apetita proždrljive gusjenice, počinju lučiti tvari koje privlače grabežljive insekte. Ostale biljke, otkrivši receptore proteina napada, emitiraju terpenoide u tkiva, koji učvršćuju kutikule lišća.
Istraživači su smislili kako ovaj mehanizam koristiti u svoje svrhe. Kao zamorci, tim genetičara pod vodstvom profesora June Medforda odabrao je Arabidopsis, miljenika biologa, i duhan.
Istraživači su smislili kako ovaj mehanizam koristiti u svoje svrhe. Kao zamorci, tim genetičara pod vodstvom profesora June Medforda odabrao je Arabidopsis, miljenika biologa, i duhan.
Kako su znanstvenici zamislili, trebalo je promijeniti receptorski protein u staničnoj stijenci tako da pokrene odbrambeni mehanizam, „osjetivši“eksplozivne kemikalije ili onečišćujuće tvari vode i zraka u okolini biljke.
Biolozi su pomoću posebnog računalnog programa izračunali kako promijeniti prirodne bjelančevine biljke tako da one obavljaju željene funkcije. Zatim su izvedene odgovarajuće modifikacije metodama genetskog inženjeringa.
Kao rezultat toga, u prisutnosti signalne tvari (najčešće sastojke bombe, trinitrotoluen), čitav sloj genetski modificiranih biljaka (i Arabidopsis i duhan) počeo je gubiti svoju zelenu boju, što daje jasan signal istraživačima.
Promotivni video:
Reakcija modificiranog duhana na prisutnost TNT-a (23 ppb) pojavljuje se u tlu za nekoliko sati (vrijeme je naznačeno vodoravno). S lijeve strane je prikazana promjena boje lista, vidljiva golim okom. Desno: hiperspektralno snimanje promjena u učinkovitosti fotosistema II.
U trenutnoj studiji, tlo je zasićeno TNT-om, izolirajući lišće od TNT pare i produkata raspada. Međutim, zasebni eksperiment pokazao je da se klice duhana blijedjele u prisustvu hlapljivih oblika. Dno: najbolji odgovor biljke (CSU ilustracija).
No, kako sami programeri primjećuju, ono što se događa u istraživačkom laboratoriju, u kojem je količina svjetla jednaka tijekom dana, "nema vjetra, kiše i štetočina, kao ni ljudi koji prskaju kavu".
Još nije poznato hoće li okviri detektora metala i ostalih skenera biti prekriveni biljkama. Prema Madfordu, proći će najmanje 5-7 godina do zamjene tradicionalnih metoda pronalaska eksploziva (foto CSU).
Znanstvenici su prvu generaciju duhana naučili da blijedi u roku od nekoliko sati nakon otkrića eksploziva. Svaka osoba može prepoznati "odgovor" biljke. Međutim, još nije izumljen mehanizam koji bi lišće vratio u njihovu prirodnu boju.
U budućnosti se biljke mogu prilagoditi za hvatanje zagađivača okoliša i drugih kemijskih spojeva.
No sada se istraživači suočavaju s drugim važnim zadatkom: ubrzati postupak otkrivanja potrebnih tvari. Madford će u rješavanje ovog problema uključiti sve svoje zaposlenike, a ona ih ima jako puno: oko 30 studenata, diplomiranih studenata i postdoktora. Svrha: u nekoliko minuta promijenite boju lišća.
Članak tvorca biljaka zmija objavljen je na otvorenom u časopisu PLoS ONE. U njemu Amerikanci tvrde da je osjetljivost biljaka usporediva, a ponekad čak i veća nego kod pasa.
Trenutni posao započeo je 2003. godine. Nekoliko zainteresiranih organizacija pružilo je financijsku potporu odjednom. U razvoj bespovratnih sredstava uloženo je oko tri milijuna dolara.
Kako bi razvoj postigli na umu, američka Agencija za smanjenje prijetnji od obrane (DTRA), glavni igrač na ovom polju, dodijelila je još 8 milijuna dolara grupi Madford. Znanstvenici procjenjuju da će trebati još 3-4 godine da se posao dovrši.
Biljke su već pokušale podučiti otkrivanje mina. Danska tvrtka Aresa Biodetection izmijenila je Arabidopsis tako da njegovi listovi postanu crveno-smeđi umjesto zelenih tijekom 3-5 tjedana (na slikama) kada dušikov dioksid iz neeksplodiranih mina postoji u tlu.
U 2008. godini, tvrtka je razvoj prepoznala kao komercijalno neisplativ, odustala od daljnjih ulaganja u biotehnologiju i prešla na drugu vrstu aktivnosti (foto gizmag, s web mjesta technoccult.net, storyofcool.com).
June vjeruje da se biljke krvoloka mogu prodati kao genetski modificirane sadnice i da će takvo zelje koštati manje nego konvencionalni skeneri okvira.
Prije toga su u otkrivanju eksploziva sudjelovale pčele, štakori, moljac, pivski kvasac i bakterije (fotografija sa stranice thehoneybeeconservancy.org).
U budućnosti se biljke također mogu naučiti prepoznati nekoliko zagađivača odjednom, a promjenu boje lišća može se
pratiti čak i iz svemira, sanjaju programeri.
New York Times ide i korak dalje i predstavlja kako će zvučne obavijesti na aerodromima zvučati u budućnosti: "Molim pokažite svoju osobnu iskaznicu i putničku kartu i prođite pokraj zida rododendrona."