استفاده جالب از گیاهان درخشان به جای لامپ!

مهندسان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) موفق به ابداع گیاهان درخشانی شده‌اند که ممکن است جایگزین چراغ‌ها شوند.
کد خبر: ۶۳۵۴۳
تاریخ انتشار:۲۶ آذر ۱۳۹۶ - ۲۱:۱۱ - 17 December 2017
به گزارش روزپلاس، دانشمندان با استفاده از همان ترکیبی که موجب درخشش کرم شب‌تاب می‌شود، توانستند گیاهانی تولید کنند که در تاریکی بدرخشند.

گیاهان درخشان می‌توانند کارهایی را که در حال حاضر توسط دستگاه‌های الکتریکی مانند لامپ‌ها و چراغ‌های خیابانی انجام می‌شود، عهده دار شوند.

گروهی از محققان از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) گیاهان درخشان را به لیست پروژه‌های نانوبیونیک گیاهی خود اضافه کردند که در حال حاضر شامل گیاهانی است که می‌توانند مواد منفجره را شناسایی و گیاهانی که می‌توانند شرایط خشکی و کم‌آبی را کنترل کنند.

تیم تولید گیاهان درخشان، با هدف مهندسی کردن گیاهانی که یک روز بتوانند وظایف دستگاه‌های الکتریکی فعلی انجام دهند، پرمصرف‌ترین انرژی در جهان، یعنی روشنایی را هدف قرار داده است.

محققان برای ایجاد گیاهان درخشان خود از "لوسیفراز"(luciferase) استفاده کرده‌اند. لوسیفراز آنزیمی است که باعث می‌شود که کرم شب‌تاب بدرخشد و کوآنزیم A مولکولی است که واکنش یک محصول جانبی را از بین می‌برد و می‌تواند مانع فعالیت لوسیفراز شود.

لوسیفراز یک اصطلاح عمومی برای کلاس آنزیم‌های اکسیداتیو است که بیولومینسنس(زیست‌تابی) تولید می‌کنند و معمولا از یک فوتوپروتئین متمایز می‌شود. این نام برای اولین بار توسط "رافائل دوبویس" استفاده شده است که به ترتیب لوسیفرین و لوسیفراز را به ترتیب برای سوبسترا(بستر) و آنزیم به کار برده است. هر دو کلمه از واژه لاتین لوسیفر به معنی آورنده نور مشتق می‌شوند.

به تولید و انتشار نور توسط موجودات زنده که در اثر واکنش‌های شیمیایی در بدن آن‌ها صورت گرفته باشد، زیست‌تابی(bioluminescence)  گفته می‌شود.

در بیشتر زیست‌تابی‌ها ماده‌ای به نام آدنوزین تری‌فسفات (ATP) واکنش دارد. در این واکنش نور فرابنفش و فروسرخ ایجاد نمی‌شود، بلکه فقط نور سرد تابیده می‌شود. این واکنش شیمیایی ممکن است درون یاخته یا بیرون از آن صورت بگیرد.

کوآنزیم‌ها مولکول‌های غیر پروتئینی و آلی هستند که از اجزای برخی آنزیم‌ها می‌باشند. کوآنزیم‌ها شامل ویتامین‌های فسفوریله شده محلول در آب و برخی مولکول‌های غیر ویتامینی و آلی دیگر مانند اس-آدنوزیل متیونین و کوآنزیم B می‌باشند.

کوآنزیم A  یک کوآنزیم مهم است. اسید پانتوتنیک در ترکیب با سیستیمین و ATP ، کوآنزیم A را به وجود می‌آورد. تبدیل اسید پانتوتنیک(ویتامین ب۵) به فسفوپنتتین توسط آنزیم پنتوتنات کیناز اولین مرحله در تولید کوآنزیم A در جانداران است.

برای برانگیختن نانوذرات مولکول‌های حامل لوسیفرین، لوسیفراز و کوآنزیم A را در برگ‌های گیاه قرار می‌دهند.

محققان گیاهان را در محلول مولکول‌ها غوطه‌ور می‌کنند و سپس آن را به فشار بالا می‌رسانند تا مولکول‌ها را از طریق منافذی به نام روزنه هوایی وارد برگ کنند. هنگامی که مولکول‌ها درون گیاه قرار می‌گیرند، لوسیفراز می‌تواند باعث ایجاد نور و درخشش گیاه شود.

محققان در ابتدای پروژه موفق به ایجاد گیاهانی شدند که می‌توانستند تا 45 دقیقه درخشش داشته باشند، اما آنها قادر به بهبود آن تا سه ساعت و نیم شدند.

اکنون یک گیاه شاهی آبی 10 سانتیمتری می‌تواند مقدار کمی نور مورد نیاز برای مطالعه را ایجاد کند، اما محققان معتقدند که می‌توانند با تنظیم غلظت اجزای آنها، هم میزان روشنایی و هم مدت زمان انتشار نور را به طور قابل توجهی بهبود ببخشند.

آزمایش‌های مشابه قبلی با تلاش برای ایجاد گیاهان درخشان با استفاده از ویرایش ژن انجام شده است، اما صرف نظر از این واقعیت که این روند بسیار دشوار است، گیاهان مورد استفاده آنها محدود بودند، در حالی که روش لوسیفراز که توسط محققان MIT مورد استفاده قرار گرفته است همه انواع گیاهان را از جمله اسفناج، شابانک و کلم شامل می‌شود.

"مایکل استرانو"، استاد مهندسی شیمی در MIT و نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: هدف ما این است که کاری کنیم تا گیاه از لحظه جوانه زدن تا رسیدن به یک گیاه بالغ، تمام طول عمر خود این ویژگی را به همراه داشته باشد.

این پروژه می‌تواند یک روز برای ایجاد روشنایی پایدار در محیط داخلی یا برای توسعه درختان برای تبدیل شدن به چراغ‌های طبیعی استفاده شود.

امروزه این امر بسیار مهم است، چرا که روشنایی مصنوعی منجر به افزایش خطر ابتلا به سرطان پستان در میان زنان، اختلال گرده افشانی شبانه زنبورها و آلودگی نوری می‌شود.

این مطالعه توسط وزارت انرژی ایالات متحده آمریکا تامین مالی شده و در مجله Nano Letters منتشر شده است.

ایسنا


سایر اخبار
بازگشت به ابتدای صفحه
ارسال به دوستان
ارسال نظر
روایت تصویری
نگاه دوم
پیشنهاد سردبیر
پربازدیدها

ماجرای برهنگی یک زن در‌ محیط دانشگاه چیست؟ فشار روانی پس از متارکه

الهامی: من مقصر اصلی شکست مقابل مس رفسنجان هستم

گوشت قرمز روی دست دامدار ماند/یارانه واردات باید به سمت تولید برود

«فاجعه قرن در اسپانیا» با حدود ۱۶۰ کشته

تلفات سنگین اسرائیل از آغاز تجاوز زمینی به جنوب لبنان/ هلاکت ۹۵ نظامی و انهدام ۴۲ تانک مرکاوا

سپاهان در تلاش برای رسیدن به صدر/ جدال مربیان و شاگردان سابق

جشنواره رشد چطور کم فروغ شد؟/معضل نبود رویکرد مشخص و تغییر مدیران

تغییرات ۲۵ درصدی سرمربیان در ۱۰ هفته/ سه ناکام در خطر برکناری!

تعطیلی کنسولگری های ایران تحریمی علیه ایرانیان مقیم آلمان است/ بخش‌های کنسولی سفارت ایران در برلین تقویت می شود

وضعیت هوای تهران ۱۴۰۳/۰۸/۱۱؛ تنفس هوای ناسالم

وقتی ماه با لبخندش روایتگری می‌کند/ داستان اولین شهید مدافع حرم

بمباران شدید ضاحیه بیروت/ شهادت 2867 لبنانی در حملات ارتش صهیونیستی

چالش دولت با تعرفه‌های پزشکی/ مهاجرت پزشکان معکوس خواهد شد

سریال «پوریای ولی» بالاخره ساخته می‌شود/ قرارداد تا ۲ هفته دیگر

ماجرای برهنگی یک زن در‌ محیط دانشگاه چیست؟ فشار روانی پس از متارکه

آمار خیره کننده از تلفات نظامیان صهیونیست مقابل حزب‌الله

واکنش رسانه رسمی چین به عملیات وعده صادق ۲

ناترازی بنزین؛ بحرانی با چند راه حل/ اختصاص بنزین به هر کد ملی زمینه‌ساز کاهش مصرف سوخت می‌شود

دستیاران هوش مصنوعی/ نیروی کمکی در خانه یا جاسوسی در سایه؟

عقب نشینی مدیر شبکه تی آر تی ترکیه از اظهارات ضد ایرانی خود

جزئیات نحوه افزایش حقوق کارمندان در سال ۱۴۰۴ مشخص شد/ میزان معافیت مالیاتی حقوق بگیران پایین جامعه، صددرصد افزایش خواهد یافت

کلاف پیچیده پرمصرف‌ها/ قیمت برای مشترکان پرمصرف گاز واقعی می‌شود؟

لزوم معافیت مالیاتی حداقل‌بگیران/ کسری بودجه باید کنترل شود

اشتباه مرگبار نتانیاهو و جهنمی که برای اسرائیل ساخت

حمله تند نتانیاهو به نظامیان معترض در ارتش صهیونیستی

سفیر ایران: قدرت پدافند هوایی ایران در چین ترند شد

جبلی: برخی از مخاطب بالای ۷۰درصد صداوسیما ناراحت‌اند/ کدام صداوسیما؟ کدام مخاطب ؟

رشد ۳۰ درصدی اجاره‌بها/ بازار مسکن در نیمه دوم امسال تغییری ندارد

نقد و سیاست