На освещение улиц по подсчетам ученых уходит примерно 20% мирового потребления электроэнергии. Если же для этих целей использовать деревья, то можно существенно сократить выброс парниковых газов. Команда исследователей из Массачусетского технологического института разработала довольно простую технологию, способную заставить растения без какого-либо вреда для них светиться на протяжении нескольких часов.
Ученые до сих пор экспериментировали с арабидопсисом и табаком, внедряя в них ген, способный кодировать белок люциферазу, отвечающий за биолюминесценцию у жучков-светлячков. Но трансгенные растения излучали очень тусклый свет. Поэтому исследователи решили снабдить их люциферазой напрямую.
В ходе экспериментов использовался кресс-салат – растение из семейства крестоцветных. Его листья ученые обрабатывали смесью, содержащей наночастицы разного размера и состава. Кремниевые наночастицы диаметром 10 нанометров использовались для переноса люциферазы, а более крупные частицы хитозана и полимеров PLGA – для доставки кофермента А и люциферена.
Раствор с наночастицами подвергали воздействию высокого давления, а затем опрыскивали им растения, позволяя проникать в листья сквозь крошечные поры-устьица. Кофермент А и люциферин, высвобождаясь заполняли внеклеточное пространство мезофилла – ткани, являющейся основой пластинок листьев. Одновременно крошечные наночастицы с люциферазой проникали в клетки мезофилла. Когда все компоненты встречались, запускалась химическая реакция свечения.
На первых этапах эксперимента растения тускло светились на протяжении 45 минут. Затем удалось продлить их свечение до 3,5 часов. На данный момент растения способны излучать столько света, сколько необходимо, например, для чтения книги. Ученые считают, что интенсивность и продолжительность свечения можно повысить за счет оптимизации концентрации веществ и скорости высвобождения компонентов. Освещение улиц при помощи светящихся деревьев способно стать не только дешевым и красивым способом, но еще и экологичным, поскольку позволит уменьшить углеродный след