Уличные фонари заменит биолюминисценция
Рано или поздно на смену золотому свету уличных фонарей придёт природная флуоресценция: сотрудники Национального университета Чэнь Кун и Академии наук Тайваня научились имплантировать биосветодиоды в листья растений. К тому же это позволит удалять углекислый газ из воздуха круглые сутки — светло ведь.
Хлорофилл, фотосинтетический пигмент, который придает листьям их характерный зелёный цвет, известен своей способностью поглощать определённые длины волн света. Однако при определённых обстоятельствах хлорофилл и сам может светиться. При воздействии света с длиной волны около 400 нм он становится красным.
Одна загвоздка — фиолетовый свет взять неоткуда, особенно ночью. Решением стали наночастицы золота. При коротких длинах волн, невидимых человеческому глазу, они возбуждаются и начинают светиться фиолетовым. Это свет попадает на близлежащие молекулы хлорофилла и возбуждает их, в результате чего хлорофилл начинает производить красное сияние.
Пока учёным удалось показать работоспособность своей идеи только на водном растении Bacopa caroliniana. Над сухопутной флорой предстоит ещё немало потрудиться. Гораздо ближе к успеху студенты Кембриджского университета (Великобритания). Они решили взять за основу создания природы, который и так уже светятся — правда, очень тускло. Им удалось получить генетически модифицированных светлячков и морскую бактерию Vibrio fischeri, в организме которых производство светящихся ферментов идёт стахановскими темпами. Часть генома, отвечающая за свечение, была затем пересажена кишечной палочке. Более студенты научились получать самые разные цвета. Итог: бактериальная колония размером с винную бутылку даёт достаточно света для чтения.
Главная проблема такого подхода связана с том, что он основан на луциферинах. Эти вещества, излучив свет, превращаются в оксилуциферин. Кембриджские исследователи смогли так подобрать гены, чтобы организм мог вырабатывать ферменты для переработки последнего.
Учёные подсчитали, что организмам потребуется всего 0,02% энергии, полученной в ходе процесса фотосинтеза, для создания конкуренции нынешнему уличному освещению.
Результаты первого исследования опубликованы в журнале Nanoscale, а второго — представлены на международном конкурсе генетически модифицированных машин, который проводится Массачусетским технологическим институтом (США).