به گزارش ايسنا و به نقل از تک‌تايمز، دانشمندان با استفاده از همان ترکيبي که موجب درخشش کرم شب‌تاب مي‌شود، توانستند گياهاني توليد کنند که در تاريکي بدرخشند.
گياهان درخشان مي‌توانند کارهايي را که در حال حاضر توسط دستگاه‌هاي الکتريکي مانند لامپ‌ها و چراغ‌هاي خياباني انجام مي‌شود، عهده دار شوند.
گروهي از محققان از موسسه فناوري ماساچوست (MIT) گياهان درخشان را به ليست پروژه‌هاي نانوبيونيک گياهي خود اضافه کردند که در حال حاضر شامل گياهاني است که مي‌توانند مواد منفجره را شناسايي و گياهاني که مي‌توانند شرايط خشکي و کم‌آبي را کنترل کنند.
تيم توليد گياهان درخشان، با هدف مهندسي کردن گياهاني که يک روز بتوانند وظايف دستگاه‌هاي الکتريکي فعلي انجام دهند، پرمصرف‌ترين انرژي در جهان، يعني روشنايي را هدف قرار داده است.
محققان براي ايجاد گياهان درخشان خود از "لوسيفراز"(luciferase) استفاده کرده‌اند. لوسيفراز آنزيمي است که باعث مي‌شود که کرم شب‌تاب بدرخشد و کوآنزيم A مولکولي است که واکنش يک محصول جانبي را از بين مي‌برد و مي‌تواند مانع فعاليت لوسيفراز شود.
لوسيفراز يک اصطلاح عمومي براي کلاس آنزيم‌هاي اکسيداتيو است که بيولومينسنس(زيست‌تابي) توليد مي‌کنند و معمولا از يک فوتوپروتئين متمايز مي‌شود. اين نام براي اولين بار توسط "رافائل دوبويس" استفاده شده است که به ترتيب لوسيفرين و لوسيفراز را به ترتيب براي سوبسترا(بستر) و آنزيم به کار برده است. هر دو کلمه از واژه لاتين لوسيفر به معني آورنده نور مشتق مي‌شوند.
به توليد و انتشار نور توسط موجودات زنده که در اثر واکنش‌هاي شيميايي در بدن آنها صورت گرفته باشد، زيست‌تابي(bioluminescence) گفته مي‌شود.
در بيشتر زيست‌تابي‌ها ماده‌اي به نام آدنوزين تري‌فسفات (ATP) واکنش دارد. در اين واکنش نور فرابنفش و فروسرخ ايجاد نمي‌شود، بلکه فقط نور سرد تابيده مي‌شود. اين واکنش شيميايي ممکن است درون ياخته يا بيرون از آن صورت بگيرد.
کوآنزيم‌ها مولکول‌هاي غير پروتئيني و آلي هستند که از اجزاي برخي آنزيم‌ها مي‌باشند. کوآنزيم‌ها شامل ويتامين‌هاي فسفوريله شده محلول در آب و برخي مولکول‌هاي غير ويتاميني و آلي ديگر مانند اس-آدنوزيل متيونين و کوآنزيم B مي‌باشند.
کوآنزيم A يک کوآنزيم مهم است. اسيد پانتوتنيک در ترکيب با سيستيمين و ATP ، کوآنزيم A را به وجود مي‌آورد. تبديل اسيد پانتوتنيک(ويتامين ب?) به فسفوپنتتين توسط آنزيم پنتوتنات کيناز اولين مرحله در توليد کوآنزيم A در جانداران است.
براي برانگيختن نانوذرات مولکول‌هاي حامل لوسيفرين، لوسيفراز و کوآنزيم A را در برگ‌هاي گياه قرار مي‌دهند.
محققان گياهان را در محلول مولکول‌ها غوطه‌ور مي‌کنند و سپس آن را به فشار بالا مي‌رسانند تا مولکول‌ها را از طريق منافذي به نام روزنه هوايي وارد برگ کنند. هنگامي که مولکول‌ها درون گياه قرار مي‌گيرند، لوسيفراز مي‌تواند باعث ايجاد نور و درخشش گياه شود.
محققان در ابتداي پروژه موفق به ايجاد گياهاني شدند که مي‌توانستند تا 45 دقيقه درخشش داشته باشند، اما آنها قادر به بهبود آن تا سه ساعت و نيم شدند.
اکنون يک گياه شاهي آبي 10 سانتيمتري مي‌تواند مقدار کمي نور مورد نياز براي مطالعه را ايجاد کند، اما محققان معتقدند که مي‌توانند با تنظيم غلظت اجزاي آنها، هم ميزان روشنايي و هم مدت زمان انتشار نور را به طور قابل توجهي بهبود ببخشند.
آزمايش‌هاي مشابه قبلي با تلاش براي ايجاد گياهان درخشان با استفاده از ويرايش ژن انجام شده است، اما صرف نظر از اين واقعيت که اين روند بسيار دشوار است، گياهان مورد استفاده آنها محدود بودند، در حالي که روش لوسيفراز که توسط محققان MIT مورد استفاده قرار گرفته است همه انواع گياهان را از جمله اسفناج، شابانک و کلم شامل مي‌شود.
"مايکل استرانو"، استاد مهندسي شيمي در MIT و نويسنده ارشد اين مطالعه مي‌گويد: هدف ما اين است که کاري کنيم تا گياه از لحظه جوانه زدن تا رسيدن به يک گياه بالغ، تمام طول عمر خود اين ويژگي را به همراه داشته باشد.
اين پروژه مي‌تواند يک روز براي ايجاد روشنايي پايدار در محيط داخلي يا براي توسعه درختان براي تبديل شدن به چراغ‌هاي طبيعي استفاده شود.
امروزه اين امر بسيار مهم است، چرا که روشنايي مصنوعي منجر به افزايش خطر ابتلا به سرطان پستان در ميان زنان، اختلال گرده افشاني شبانه زنبورها و آلودگي نوري مي‌شود.
اين مطالعه توسط وزارت انرژي ايالات متحده آمريکا تامين مالي شده و در مجله Nano Letters منتشر شده است.
منبع: ايسنا