محققان MIT در حال رشد گونه‌ای از گیاه شب‌بو هستند تا در آینده به جای چراغ‌خواب استفاده شود
تصور کنید در یک شب آرام و تاریک می‌خواهید کمی مطالعه کنید ولی به جای روشن کردن چراغ‌خواب روی میزتان؛ کتاب‌تان را کمی بیشتر به گیاهان کوچک در حال رشد نزدیک‌نر می‌کنید تا از نورشان برای مشاهده صفحات کتاب بهره ببرید.
شاید سریعا تصور کنید محققان دانشگاه MIT در حال رشد یک گونه از گیاهان فلورسنت هستند ولی این‌طور نیست!
یک تیم تحقیقاتی به رهبری Seon-Yeong Kwak در دانشگاه MIT دارد روی گونه‌ای از گیاهان شب‌بو به نام «آب‌تَره» (در انگلیسی watercress گفته می‌شود اما در ایران به نام‌های «علف چشمه» و «شاهی آبی» نیز معروف است) کار می‌کنند تا برگ‌هایش را نورافشان کنند.
این تیم دارد سعی می‌کند هیچ‌گونه تغییر یا دستکاری ژنتیکی در این گیاه صورت ندهد. روشنایی این گیاه از طریق متابولیسم انرژی آن تامین می‌شود.
هدف این تحقیق واضح است: عدم وابستگی به انرژی و روشنایی الکتریکی با ساختن و پرورش گیاهانی که بتوانند در آینده‌ای نزدیک به عنوان لامپ رومیزی استفاده شوند.
تحقق رویایی چندین ساله
تلاش برای دستیابی به یک گیاه با قابلیت‌های نوردهی سابقه‌ای چندین ساله دارد. ابتدا، در سال ۲۰۱۳ یک پروژه کیک‌استارتر اعلام کرد با دستکاری ژنتیکی یک گیاه توانسته است نور تولید کند. اما خیلی زود این گیاه به ویروس و بیماری گرفتار شد و از بین رفت. اکنون، این پروژه به طور کامل بسته شده است.
در سال ۲۰۱۴، محققان یک شرکت زیست فناوری اعلام کردند با اصلاح ژنتیکی گیاهان توتون و تنباکو توانستند نور بسیار کمی تولید کنند.
اما محققان دانشگاه MIT از رویکرد دیگری استفاده کردند. در چند سال گذشته، آزمایشگاه استرانو این دانشگاه روی یک زمینه تحقیقاتی به نام «نانوبیونیک گیاهی» تمرکز کرده است و در حال توسعه آن است. در این روش، نانوذراتی به گیاهان تزریق می‌شود که می‌توانند کار خاصی را انجام بدهند.
ابتدا این نانوذرات در یک محلول حل می‌شوند. بعد گیاه در این محلول قرار می‌گیرد به طوری که کاملا در محلول غوطه‌ور باشد. به تدریج، منافذ بسیار کوچک در زیر برگ‌ها باز شده و اجازه می‌دهند نانوذرات وارد گیاه شوند.
این آزمایشگاه با استفاده از این فناوری، توانسته گیاهانی با قابلیت تشخیص مواد قابل اشتعال و گیاهانی برای کنترل خشک‌سالی تولید کند.
کپی‌برداری از کرم شب‌تاب و عروس دریایی
اما برای تولید گیاهانی با قابلیت نوردهی، تیم تحقیقاتی نانوذراتی از دو ماده آنزیم لوسیفراز (luciferase) و مولکول لوسیفرین (luciferin) ساختند. این مواد شیمیایی به طور مشترک در جانورانی مانند کرم شب‌تاب و حیوانات دریایی نوردهی مانند پاروپایان (copepod) و عروس دریایی یافت می‌شوند. آنزیم لوسیفراز باعث تجزیه مولکول‌های لوسیفرین می‌شود که در نهایت موجب درخشش لوسیفرین خواهد شد.
همچنین در این نانوذرات یک مولکول به نام co-enzyme A استفاده شده است که می‌تواند ماده حاصل از ترکیب لوسیفراز و لوسیفرین را از بین ببرد چون در غیر این‌صورت ماده جدید تولید شده بر اثر واکنش شیمایی، خودش مانعی برای کار لوسیفراز خواهد شد.
تیم تحقیقاتی MIT فعلا این نانوذرات را به گیاه watercress تزریق کردند. نور تولید شده بسیار کم است. در حدود نصف نور یک لامپ یک میکرو واتی تجاری است و حدود یک هزارم نوری است که در دنیای واقعی نیاز داریم.
این تحقیق تا تکامل راهی دراز در پیش دارد. تیم تحقیقاتی MIT می‌تواند با یک محلول دیگر از نوردهی برگ‌های گیاه جلوگیری و آن را خاموش کند. در ابتدا نوردهی گیاه فقط ۴۵ دقیقه بود که با یک سری بهبود مواد نانوذرات توانستند به ۳.۵ ساعت افزایش دهند.
چشم‌انداز این تحقیق، ساخت گیاهان طبیعی با عمر مفید است که بتوانند در شب به طور طبیعی نوردهی کنند و در طول روز خاموش شوند. از این گیاهان می‌توان در پارک‌ها، خانه‌ها، پیاده‌روها و غیره استفاده کرد تا وابستگی کمتری به انرژی الکتریکی وجود داشته باشد.
