As plantas, cuja sensibilidade aos explosivos excede a dos cães, são derivadas de biólogos americanos. Para criar sensores vivos incomuns, os cientistas modificaram o mecanismo natural de defesa da planta de tal forma que ele responde ao estímulo desejado, mudando a cor da folhagem
Quase qualquer planta pode ser transformada em sensor: todas possuem um ou outro sistema de proteção e contêm proteínas adequadas para modificação. Na foto: Professor Madford (à direita) e pós-doutorado Peter Bowerman
O sistema de proteção, explorado impiedosamente pelos cientistas, foi "inventado" pelas plantas há muito tempo. É simples: se não conseguem escapar do lugar onde cresceram, devem aprender a se proteger das ameaças externas. Assim, as folhas do fumo, sofrendo do bom apetite de uma lagarta voraz, passam a secretar substâncias que atraem insetos predadores. Outras plantas, tendo detectado os receptores de proteína do atacante, emitem terpenóides para os tecidos, que comprimem a cutícula das folhas.
Os pesquisadores descobriram como usar o último mecanismo para seus próprios fins. Como cobaias, uma equipe de geneticistas liderada pela professora June Medford escolheu Arabidopsis, a favorita dos biólogos, e o tabaco.
Os pesquisadores descobriram como usar o último mecanismo para seus próprios fins. Como cobaias, uma equipe de geneticistas liderada pela professora June Medford escolheu Arabidopsis, a favorita dos biólogos, e o tabaco.
Segundo a concepção dos cientistas, era necessário alterar a proteína receptora nas paredes das células para que ela acionasse um mecanismo de defesa, “sentindo” explosivos químicos ou poluentes da água e do ar no ambiente da planta.
Os biólogos, usando um programa de computador especial, calcularam como alterar as proteínas naturais de uma planta para que desempenhassem as funções desejadas. Em seguida, as modificações apropriadas foram feitas usando métodos de engenharia genética.
Com isso, na presença de uma substância sinalizadora (o componente mais comum das bombas, o trinitrotolueno), todo o canteiro de plantas geneticamente modificadas (tanto a Arabidopsis quanto o tabaco) começou a perder a cor verde, dando um sinal claro aos pesquisadores.
Vídeo promocional:
A reação do tabaco modificado à presença de TNT (23 ppb) no solo aparece dentro de algumas horas (o tempo é indicado horizontalmente). À esquerda, uma mudança na cor das folhas é mostrada, visível a olho nu. À direita: imagem hiperespectral de mudanças na eficiência do fotossistema II.
No estudo atual, o solo estava saturado com TNT, isolando as folhas do vapor de TNT e seus produtos de decomposição. No entanto, um experimento separado mostrou que os brotos de tabaco empalideciam na presença de formas voláteis. Abaixo: A melhor resposta de uma planta (ilustração CSU).
Mas, como observam os próprios desenvolvedores, o que acontece em um laboratório de pesquisas, onde a quantidade de luz é a mesma durante o dia, “não há vento, chuva e pragas, além de gente espirrando café”.
Ainda não se sabe se as armações dos detectores de metal e outros scanners serão cobertas com plantas. De acordo com Madford, levará pelo menos 5 a 7 anos antes que os métodos tradicionais de localização de explosivos sejam substituídos (foto da CSU).
Os cientistas ensinaram a primeira geração de tabaco a empalidecer poucas horas após a descoberta dos explosivos. Qualquer pessoa pode reconhecer a "resposta" de uma planta. No entanto, nenhum mecanismo foi inventado para retornar as folhas à sua cor natural.
No futuro, as plantas podem ser ajustadas para capturar poluentes ambientais e outros compostos químicos.
No entanto, os pesquisadores agora enfrentam outra tarefa importante: acelerar o processo de detecção das substâncias necessárias. Madford vai envolver todos os seus funcionários na solução deste problema, e ela tem muitos deles: cerca de 30 alunos, alunos de graduação e pós-doutorandos. Objetivo: mudar a cor das folhas em poucos minutos.
Um artigo dos criadores das plantas cobras está publicado em acesso aberto na revista PLoS ONE. Nele, os americanos argumentam que a sensibilidade das plantas é comparável e às vezes até maior do que a dos cães.
O trabalho atual começou em 2003. Várias organizações interessadas forneceram apoio financeiro de uma só vez. Cerca de US $ 3 milhões foram investidos no desenvolvimento de sensores de explosivos vivos em doações.
Para trazer o desenvolvimento à mente, a American Defense Threat Reduction Agency (DTRA), o principal ator neste campo, alocou outros US $ 8 milhões para o grupo Madford. Os cientistas estimam que levará mais 3-4 anos para concluir o trabalho.
As plantas já tentaram ensinar a detecção de minas. A empresa dinamarquesa Aresa Biodetection modificou Arabidopsis para que suas folhas fiquem vermelho-acastanhadas em vez de verdes em 3-5 semanas (nas fotos), quando o dióxido de nitrogênio de minas não explodidas está presente no solo.
Em 2008, a empresa reconheceu o desenvolvimento como comercialmente não lucrativo, abandonou outros investimentos em biotecnologia e mudou para outro tipo de atividade (foto gizmag, dos sites technoccult.net, storyofcool.com).
June acredita que as plantas do sabujo podem ser vendidas como mudas geneticamente modificadas e que essas verduras custarão menos do que os scanners convencionais.
Anteriormente, abelhas, ratos, mariposas, levedura de cerveja e bactérias estavam envolvidos na detecção de explosivos (foto de thehoneybeeconservancy.org).
No futuro, as plantas também podem ser ensinadas a reconhecer vários poluentes de uma vez, e a mudança de cor da folhagem pode ser
monitorada até mesmo do espaço, sonham os desenvolvedores.
O New York Times vai um passo além e apresenta como serão os anúncios de áudio do aeroporto no futuro: "Por favor, mostre sua identidade e cartão de embarque e passe pela parede de rododendros."
