В статье, опубликованной в выпуске журнала Science от 20 июля, Нил Стюарт и его соавторы из Университета Теннесси исследуют будущее комнатных растений как эстетически приятных и функциональных сирен домашнего здоровья.
Идея состоит в том, чтобы генетически спроектировать комнатные растения, чтобы они служили тонким сигналом тревоги о том, что что-то не так в наших домах и офисах. Стюарт, профессор сельскохозяйственных наук в Гербертовском колледже штата Юта, который также заведует кафедрой передового опыта в области молекулярной генетики растений Рашеффа, придумал эту идею во время бесед со своей женой Сьюзан и Раной Абудайе, доцентом в Школа архитектуры интерьера UT Колледжа архитектуры и дизайна. И Сьюзан Стюарт, и Абудайе являются соавторами статьи. Сьюзен Стюарт недавно закончила школу как нетрадиционная ученица, повторно поступившая, и Абудайе был среди ее преподавателей.
Это не первый случай, когда растения предлагаются в качестве биосенсоров. Авторы отмечают, что на сегодняшний день с использованием биотехнологии было разработано несколько экологически значимых фитосенсоров. На самом деле то, что когда-то было известно как генная инженерия, превратилось в целую область исследований, называемую синтетической биологией, которая занимается проектированием и созданием новых биологических объектов или систем.
Синтетическая биология является ценным инструментом для сельскохозяйственного производства, позволяя фермерам выращивать растения, способные противостоять засухе или определенным вредителям, и Нил Стюарт является автором или соавтором нескольких исследований, связанных с созданием растений, способных реагировать на определенные условия, например наличие слишком много или слишком мало азота. Такие растения «светятся» при просмотре через специально разработанные фильтры. Как только эта технология будет коммерциализирована, она может позволить фермерам будущего соответствующим образом скорректировать свои планы управления.
Что нового и что авторы обсуждают в статье Science, так это концепция применения синтетической биологии к комнатным растениям помимо эстетических соображений, таких как более крупные цветы или пестрая листва. «Комнатные растения повсюду в наших домашних условиях, - говорит Нил Стюарт. «С помощью инструментов синтетической биологии мы можем спроектировать комнатные растения, которые могут служить элементами архитектурного дизайна, которые одновременно приятны нашим чувствам и функционируют как ранние датчики факторов окружающей среды, которые могут нанести вред нашему здоровью, таких как плесень, газ радон или высокая температура. концентрации летучих органических соединений». Стюарт объясняет, что биосенсоры растений можно сконструировать так, чтобы они реагировали на вредные агенты любыми способами, например, постепенно меняя цвет листвы или используя флуоресценцию. «Они могут делать намного больше, чем просто сидеть и красиво выглядеть», - говорит он.«Они могут предупредить нас о наличии опасностей в окружающей среде».
Авторы постулируют, что потребуются плотные популяции биосенсоров, поэтому элементы архитектурного дизайна, такие как «растительные стены», могут лучше всего служить в качестве мониторов окружающей среды, а также удовлетворять нашу врожденную потребность в общении с природой даже в помещении.
«Биофильный дизайн основан на нашей врожденной связи с природой, поэтому интеграция биофильных элементов во внутренний объем имеет большое пространственное и практическое значение», - говорит Абудайе. «Внедрение способностей к реагированию на внутренние растения является революционным. Это позволяет биофильным элементам в пространстве играть более важную роль в пространстве, активно внося свой вклад в целостное благополучие обитателя».
Хотя в статье Science представлена концепция, Нил Стюарт и Абудайя планируют перенести свои идеи из лаборатории в будущие чертежи и, в конечном итоге, в наши дома, школы, больницы и офисы. Нил Стюарт и Абудайе уже совместно работали над предложением о гранте, и они планируют заняться дополнительными проектами в будущем.
«Наша работа должна привести к созданию внутренней среды, которая в большей степени отвечает общему здоровью и благополучию его обитателей, продолжая при этом приносить пользу, которую растения приносят людям каждый день», - говорит Абудайе. «Я очень рад, что мои студенты станут частью этого прорывного исследования, поскольку они интегрируют такого рода инновации в проектирование внутренних пространств. Этот долгосрочный проект представляет собой уникальное и интригующее партнерство между двумя, казалось бы, не связанными между собой дисциплинами: архитектурой интерьера и наукой о растениях., - продолжает Абудайе.
Как указывают авторы в статье Science, потенциальные выгоды для общества от таких совместных исследований огромны.