Шпинат против взрывчатки

Нанобионические растения могут выявлять взрывчатые вещества и немедленно сигнализировать об этом. Подробности — в MIT News; Live Science.

Биоинженеры Массачусетского технологического института (MIT) внедрили в листья шпината углеродные нанотрубки, превратив растение в сенсор, улавливающий взрывчатку и передающий информацию через беспроводное портативное устройство, подобное смартфону. Это одна из первых демонстраций подхода, который называется растительной нанобионикой и предполагает работу электронных систем в растениях. Как поясняет один из создателей бионического шпината и ведущий автор публикации в октябрьском номере журнала Nature Materials профессор MIT Майкл Страно (Michael Strano), “цель растительной нанобионики в разработке методов внедрения наночастиц в растения для придания им новых, неприродных функций”. В данном случае растения приобрели способность детектировать химические соединения нитроароматики, которые обычно используются при создании взрывчатых веществ. Если какое-то из этих веществ присутствует в грунтовых водах, потребляемых растением, нанотрубки, находящиеся в его листьях, посылают флуоресцентный сигнал, который может быть зарегистрирован инфракрасной камерой. Камера может быть соединена с компьютерным устройством вроде смартфона, который отправит пользователю соответствующее уведомление. “Таким образом мы показали, как можно преодолеть коммуникационный барьер между человеком и растением”, — приводит слова Страно издание MIT News. Ученый уверен, что этот подход можно модифицировать так, что растение будет сигнализировать о загрязнении окружающей среды и наступлении неблагоприятных условий, например засухи. Один из соавторов Страно аспирант Минь Хао Вон (Min Hao Wong) уже создал компанию под названием Plantea для дальнейшего развития этой технологии. 

Возможности растительной нанобионики впервые были продемонстрированы два года назад Страно с коллегами на примере наночастиц, повышающих способность растений к фотосинтезу, а также частиц, превращающих растение в сенсор окиси азота, которая образуется при возгорании и загрязняет воздух. “Растения очень хорошие химики-аналитики, потому что, имея обширную корневую систему, постоянно забирают образцы грунтовых вод и способны доставлять эту воду в свои листья”, — говорит Майкл Страно. Первые исследования в области растительной нанобионики проводились на модельном растении резушке Таля (Arabidopsis thaliana), перейдя на шпинат, ученые хотели показать универсальность метода. На сегодняшний день в арсенале Страно и его коллег есть шпинат с наносенсорами, позволяющими ему детектировать дофамин, который влияет на рост корней. Подобные сенсоры могут быть полезны в ботанических исследованиях для отслеживания состояния растений, а также повышения уровня синтеза в них редких соединений, используемых в фармакологии.