В фильме 2009 года «Аватар» создан пышный воображаемый мир, освещенный волшебными светящимися растениями. Теперь исследователи начинают воплощать это завораживающее видение в жизнь, чтобы уменьшить нашу зависимость от искусственного освещения. В журнале ACS Nano Letters они сообщают о способе наполнения растений свечением светлячков.
Природа создала множество биолюминесцентных организмов, однако растений среди них нет. До сих пор большинство попыток создать светящуюся зелень - в частности, декоративные растения табака - основывались на введении генов люминесцентных бактерий или светлячков с помощью генной инженерии. Но поставить все нужные компоненты в нужные места на заводе было непросто. Чтобы получить лучший контроль над тем, куда попадают светогенерирующие ингредиенты, Майкл С. Страно и его коллеги недавно создали наночастицы, которые перемещаются в определенные места внутри растений. Основываясь на этой работе, исследователи хотели сделать следующий шаг и разработать «нанобионическое» светящееся растение.
Команда наполнила кресс-салат и другие растения тремя различными наночастицами в ванне под давлением. Наночастицы были загружены светоизлучающим люциферином; люцифераза, которая модифицирует люциферин и заставляет его светиться; и кофермент А, повышающий активность люциферазы. Используя размер и поверхностный заряд, чтобы контролировать, где наборы наночастиц могут попасть в ткани растений, исследователи смогли оптимизировать количество испускаемого света. Их кресс-салат был вдвое менее ярким, чем коммерческий светодиод мощностью 1 микроватт, и в 100 000 раз ярче, чем генетически модифицированные растения табака. Кроме того, растение можно отключить, добавив соединение, блокирующее люциферазу от активации свечения люциферина.