Νέο εργαλείο επιτρέπει στους ανθρώπους να «μιλούν» στα φυτά

07:08 26/9/2023 - Πηγή: Huffington Post Greece

Στο εγγύς μέλλον θα είναι δυνατόν να ”μιλούμε” στα φυτά και να τα προειδοποιήσουμε για επικείμενες επιθέσεις ή ακραία καιρικά φαινόμενα, σύμφωνα με μια νέα έρευνα.

Μια ομάδα βοτανολόγων στο Εργαστήριο Sainsbury του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ (SLCU) θα μετατρέψει αυτό που πριν από μερικά χρόνια θα το χαρακτήριζε κάποιος ως σενάριο επιστημονικής ”φαντασίας” σε πραγματικότητα, χρησιμοποιώντας μηνύματα που βασίζονται στο φως ώστε να επικοινωνούν με τα φυτά.

Πρώιμα

εργαστηριακά πειράματα με φυτά καπνού έδειξαν ότι ο φυσικός αμυντικός μηχανισμός ενός φυτού (ανοσολογική απόκριση) μπορεί να ενεργοποιηθεί χρησιμοποιώντας το φως ως ερέθισμα.

Χρησιμοποιώντας το φως ως ”αγγελιοφόρο”, οι ερευνητές αναπτύσσουν εργαλεία που επιτρέπουν στα φυτά να επικοινωνούν με τους ανθρώπους αλλά και στους ανθρώπους να επικοινωνούν με τα φυτά.

«Αν καταφέρουμε να προειδοποιήσουμε τα φυτά για μια επικείμενη επιδημία ασθένειας ή μία επίθεση από παράσιτα, τα φυτά θα μπορούν στην συνέχεια να ενεργοποιήσουν τους φυσικούς αμυντικούς μηχανισμούς τους για να αποτρέψουν εκτεταμένες ζημιές.»

Δρ Aλεξάντερ Τζόουνς, Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ

Highlighter: An #optogenetic system for high-resolution gene expression control in plants@PLOSBiology➡️ https://t.co/bRlr50loFO
Research story➡️ https://t.co/rreJ5YC9VB
Stunning engineering by Bo Larsen! Great team collaboration @xanderjones82@RobertoHofmann1 & @NPL colleagues pic.twitter.com/eFWTG2j9l1

— Sainsbury Laboratory Cambridge University (SLCU) (@slcuplants) September 21, 2023

Ο επικεφαλής ερευνητής Δρ. Αλεξάντερ Τζόουνς πρόσθεσε: «Θα μπορούσαμε επίσης να ενημερώσουμε τα φυτά για τα επερχόμενα ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως οι καύσωνες ή η ξηρασία, επιτρέποντάς τους να προσαρμόσουν τα πρότυπα ανάπτυξής τους ή να εξοικονομήσουν νερό. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικές και βιώσιμες γεωργικές πρακτικές και να μειώσει την ανάγκη για χημικές ουσίες και λιπάσματα».

Προηγουμένως, οι ερευνητές του Κέιμπριτζ κατασκεύασαν μια σειρά βιοαισθητήρων - συσκευές που μετρούν βιολογικές ή χημικές αντιδράσεις - χρησιμοποιώντας φθορίζον φως για να επικοινωνούν οπτικά σε πραγματικό χρόνο τι συμβαίνει σε κυτταρικό επίπεδο στα φυτά.

Αυτοί οι βιοαισθητήρες αποκαλύπτουν πώς τα φυτά αντιδρούν στις περιβαλλοντικές πιέσεις - τουτέστιν τα φυτά επικοινωνούν με τους ανθρώπους.

Η νέα μελέτη περιγράφει ένα εργαλείο που ονομάζεται Highlighter, το οποίο χρησιμοποιεί συγκεκριμένες συνθήκες φωτός για να ενεργοποιήσει ένα συγκεκριμένο γονίδιο στα φυτά, για παράδειγμα για να ενεργοποιήσει τους αμυντικούς τους μηχανισμούς.

Highlighter: Ένα οπτογενετικό σύστημα για τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης υψηλής ανάλυσης στα φυτά

Ο Μπο Λάρσεν, ο οποίος κατασκεύασε το Highlighter όσο ήταν στο SLCU, έφερε τους επιστήμονες ένα βήμα πιο κοντά σε αυτόν τον στόχο της συνομιλίας με τα φυτά, κατασκευάζοντας ένα σύστημα γονιδιακής έκφρασης ελεγχόμενο από το φως (σύστημα οπτογενετικής) που είναι προσαρμοσμένο στα φυτά.

Η οπτογενετική είναι μια επιστημονική τεχνική που χρησιμοποιεί φως για να ενεργοποιήσει ή να απενεργοποιήσει μια συγκεκριμένη διαδικασία.

«Τα φωτεινά ερεθίσματα είναι φθηνά, αναστρέψιμα, μη τοξικά και μπορούν να χορηγηθούν με υψηλή ανάλυση», τόνισε ο Δρ Τζόουνς.

Σύμφωνα με τη μελέτη, όταν το Highlighter αναπτύσσεται σε φυτά χρησιμοποιεί ελάχιστα επεμβατικά φωτεινά σήματα για την ενεργοποίηση και την απενεργοποίηση.

Highlighter: Ένα οπτογενετικό σύστημα για τον έλεγχο της γονιδιακής έκφρασης υψηλής ανάλυσης στα φυτά

Ο Δρ. Τζόουνς τόνισε: «Το Highlighter είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην ανάπτυξη εργαλείων οπτογενετικής στα φυτά και ο γονιδιακός έλεγχος υψηλής ανάλυσης θα μπορούσε να εφαρμοστεί για τη μελέτη ενός μεγάλου φάσματος θεμελιωδών ερωτημάτων της βιολογίας των φυτών. Μια αυξανόμενη εργαλειοθήκη για τα φυτά, με ποικίλες οπτικές ιδιότητες, ανοίγει επίσης συναρπαστικές ευκαιρίες για τη βελτίωση των καλλιεργειών».

«Για παράδειγμα, στο μέλλον θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε μια φωτεινή κατάσταση για να ενεργοποιήσουμε μια ανοσολογική απόκριση και στη συνέχεια μια διαφορετική φωτεινή κατάσταση για να χρονομετρήσουμε με ακρίβεια ένα συγκεκριμένο χαρακτηριστικό, όπως η ανθοφορία ή η ωρίμανση».

Η έρευνα δημοσιεύεται στο περιοδικό Plos Biology.

Πηγή: Independent