Växter, vars känslighet för sprängämnen överstiger hundens, är härledda av amerikanska biologer. För att skapa ovanliga levande sensorer modifierade forskare den naturliga växtskyddsmekanismen på ett sådant sätt att den svarar på den önskade stimulansen genom att ändra lövets färg
Nästan varje växt kan göras till en sensor: alla har ett eller annat skyddssystem och innehåller proteiner som är lämpliga för modifiering. Bild: Professor Madford (till höger) och postdoktorn Peter Bowerman
För länge sedan "uppfanns" skyddssystemet, som nådelöst utnyttjats av forskare. Det är enkelt: om de inte kan fly från platsen där de växer upp, måste de lära sig att skydda sig från externa hot. Så tobaksblad, som lider av den goda aptiten hos en glupsk larv, börjar utsöndra ämnen som lockar rovdjurskryp. Andra växter, som har upptäckt angriparens proteinreceptorer, avger terpenoider i vävnaderna, som strammar bladens nagelband.
Forskare har kommit fram till hur man använder den senare mekanismen för sina egna syften. Som marsvin valde ett team av genetiker under ledning av professor Juni Medford Arabidopsis, en biologs favorit och tobak.
Forskare har kommit fram till hur man använder den senare mekanismen för sina egna syften. Som marsvin valde ett team av genetiker under ledning av professor Juni Medford Arabidopsis, en biologs favorit och tobak.
Som tänkt av forskarna var det nödvändigt att ändra receptorproteinet i cellväggarna så att det skulle sätta på en försvarsmekanism, "känna" explosiva kemikalier eller föroreningar av vatten och luft i växtmiljön.
Biologer, med hjälp av ett speciellt datorprogram, beräknade hur man ändrar de naturliga proteinerna i en växt så att de utför de önskade funktionerna. Därefter gjordes lämpliga modifieringar med användning av gentekniska metoder.
Som ett resultat, i närvaro av ett signalämne (den vanligaste komponenten i bomber, trinitrotoluen), började hela bädden av genetiskt modifierade växter (både Arabidopsis och tobak) att förlora sin gröna färg, vilket gav en tydlig signal till forskarna.
Kampanjvideo:
Reaktionen av den modifierade tobaken på närvaron av TNT (23 ppb) i jorden visas inom flera timmar (tiden indikeras horisontellt). Till vänster visas en förändring i bladfärgen, synlig för det blotta ögat. Höger: hyperspektral avbildning av förändringar i effektiviteten hos fotosystem II.
I den aktuella studien mättades jorden med TNT och isolerade bladen från TNT-ångan och dess förfallsprodukter. Emellertid visade ett separat experiment att tobaks groddar blev bleka i närvaro av flyktiga former. Nedre: Det bästa svaret från en anläggning (CSU-illustration).
Men, som utvecklarna själva noterar, vad som händer i ett forskningslaboratorium, där ljusmängden är densamma under dagen, "det finns ingen vind, regn och skadedjur, liksom människor som stänker kaffe."
Det är ännu inte känt om ramarna på metalldetektorer och andra skannrar kommer att täckas med växter. Enligt Madford kommer det att ta minst 5-7 år innan de traditionella metoderna för att hitta sprängämnen ersätts (foto av CSU).
Forskare lärde den första generationen tobak att bleka inom några timmar efter upptäckten av sprängämnen. Varje person kan känna igen en växts "svar". Emellertid har ingen mekanism ännu hittats för att återställa bladen till sin naturliga färg.
I framtiden kan växter anpassas för att fånga miljöföroreningar och andra kemiska föreningar.
Men forskare står nu inför en annan viktig uppgift: att påskynda processen för att upptäcka de erforderliga ämnena. Madford kommer att involvera alla sina anställda i att lösa detta problem, och hon har många av dem: cirka 30 studenter, doktorander och postdoc. Syfte: ändra lövets färg inom några minuter.
En artikel av skaparna av ormplantorna publiceras i open access i tidskriften PLoS ONE. I den hävdar amerikanerna att växternas känslighet är jämförbar och ibland till och med högre än hos hundar.
Det nuvarande arbetet inleddes redan 2003. Flera intresserade organisationer gav ekonomiskt stöd på en gång. Cirka 3 miljoner dollar investerades i utvecklingen av levande explosiva sensorer i bidrag.
För att föra utvecklingen i åtanke tilldelade American Defense Threat Reduction Agency (DTRA), huvudspelaren inom detta område ytterligare 8 miljoner dollar till Madford-gruppen. Forskare uppskattar att det kommer att ta ytterligare 3-4 år att slutföra arbetet.
Växter har redan försökt att lära mindetektering. Det danska företaget Aresa Biodetection har modifierat Arabidopsis så att bladen blir rödbruna istället för grön på 3-5 veckor (på bilderna) när kvävedioxid från oexploderade gruvor finns i jorden.
Under 2008 erkände företaget utvecklingen som kommersiellt olönsam, övergav ytterligare investeringar i bioteknik och bytte till en annan typ av aktivitet (foto gizmag, från webbplatserna technoccult.net, storyofcool.com).
Juni tror att blodhundplantor kan säljas som genetiskt modifierade plantor, och att sådana greener kommer att kosta mindre än konventionella ramskannrar.
Tidigare var bin, råttor, mal, bryggerjäst och bakterier involverade i upptäckten av explosiva ämnen (foto från thehoneybeeconservancy.org).
I framtiden kan växter också lära sig att känna igen flera föroreningar samtidigt, och färgförändring av bladverk kan
övervakas även från rymden, drömmer utvecklarna.
New York Times går ett steg längre och presenterar hur flygplatsljudmeddelanden kommer att låta i framtiden: "Vänligen visa ditt ID och boardingkort och gå förbi rhododendronväggen."