https://frosthead.com

Kas toalilled võiksid oma kodu tervise üle vaadata?

Teie tulevases kodus on kõik kaasaegsed mugavused. Kopteriväljak teie lendavale autole, robotkokk, puutetundlike ekraanide seinad. Ja siis on veel toalilled. Nad võivad välja näha nagu tavalised ämbliktaimed ja rahuleibid. Kuid ühel päeval hakkavad taimed eikusagilt hõõguvat lillat särama.

Oh Teil peab olema hallituse probleem. Taimed, nagu näete, on biosensorid, mis jälgivad teie kodu tervist: nad võivad teile öelda, kui radooni või süsinikmonooksiidi tase on liiga kõrge, kui vannitoa tapeedi all varitseb kahjulik hallitus, kas keegi majast hingeldab gripiviiruse osakesi, muude ohtude hulgas.

Nii futuristlikud kui see ka kõlab, võivad need toataimede biosensorid reaalsuseks saada juba ammu enne autode lendamist. Tennessee ülikooli teadlaste uus artikkel Science'is kirjeldab kontseptuaalselt geneetiliselt muundatud taimede kasutamise võimalusi meie kodukeskkonna jälgimiseks.

"Idee on toalilled, teie väikesed rohelised sõbrad, inseneriks rääkida, et teie majas toimuvast räägitaks ohutult, " ütleb uurimistööd juhtinud taimeteaduste professor Neal Stewart.

Artiklis uuritakse eri tüüpi toataimede inseneriteadmise võimalusi, et anda signaale konkreetsete keskkonna saasteainete tajumisel. Samuti vaadeldakse, kuidas saaks neid taimi kõige paremini kodukujundusse lisada.

Parimaid taimesiike võiks kasutada suurte, kirevate lehtede ja heledate õitega taimedega, mis muudaksid värvimuutused hõlpsamini tuvastatavaks, ütles Stewart. Taimed võivad ohtudega kokkupuutel muuta värvi või fluorestseeruda. Teadlased on juba ammu teadnud, kuidas muuta taimed fluorestseeruvaks, sisestades fluorestsentsist meduuside geenid taime rakkudesse; siin on trikk see, et see fluorestsents lülitatakse sisse ainult teatud stiimulite nagu radoon olemasolu korral.

Maksimaalse visuaalse teabe saamiseks vajaksite rohkem taimi, mis ainult aeg-ajalt potistaksid siin ja seal. Teadlased kujutasid ette kogu "targa taime seina", mis oleks nii visuaalselt meeldiv kui ka piisavalt kõrge lehestiku tihedusega, et näidata värvimuutusi või fluorestsentsi. Taimed võivad asuda kõige paremini kodu kütte-, ventilatsiooni- ja kliimaseadmete tagasivooluavade lähedal, kuna just seal kontsentreeruvad kõige enam sellised hallitusseente eralduvad lenduvad orgaanilised ühendid (LOÜ).

taimemüür.jpg Sünteetilise bioloogia areng võib lubada toataimedel toimida fütosensorina. (C. Bickel / teadus)

Idee kasutada taimi biosensorina - AKA “fütosensorid” - pole uus. DARPA rahastatud teadusuuringud on näidanud, et taimi saab TNT tuvastamiseks kavandada. Mõni taimebioloog võib loota, et see võib lõpuks viia selliste taimede baasil asuvate lennujaamade turvasüsteemide juurde, kus reisijad saavad rännata läbi aia, mille taimed hoiatavad ametnikke narkootikumid või lõhkeained. Muud uuringud, sealhulgas ka Stewarti enda uuringud, on näidanud, et taimi saab omaenda haiguste tuvastamiseks kavandada, andes põllumajandustootjatele teada, kas kasvuhoones on oht.

"Nii nagu võime ette kujutada põllul levivaid patogeeni fütosensoreid, mis annavad taimehaigustest varajase hoiatuse, võime ette kujutada ka koduseid kontrollfütosensoore, mis hoiavad nähtavalt hallituse või muude ohtude eest enne, kui need võivad meie tervist mõjutada, " loetakse ajakirja Science artiklit .

Ontarios asuva Guelphi ülikooli taimepõllumajanduse professori K. Peter Pauli sõnul pole toataimede biosensori sein „mitte võimalusest väljas“. Selle saavutamiseks peaksid teadlased rajama sündmuste kaskaadi taime nii, et see on tundlik nende suhtes, mida nad soovivad tuvastada (radoon, hallitus jne), ja siduda see visuaalse reporterisüsteemiga, nagu värvi muutuv või fluorestseeruv.

"Ma ei kujuta ette, et reageerija [värvi muutmine või fluorestsents] reageerimiseks mingisuguse sensoorsüsteemiga oleks liiga pikk venitus, " sõnab Pauls.

Stewarti ja tema meeskonna jaoks on järgmine samm mõne taime insenerimine, et reageerida konkreetsetele stiimulitele ja hakata katseid tegema. Nad ei kujuta ette, et teie lähedale koju tulevad fütosensoriseinad lähevad kiiresti kohale, vaid näevad projekti pikaajalise protsessina, kaasates võib-olla ka kodaniku teadlasi, kes abistavad uuringuid kodus tehtud katsete abil tehniliste taimedega.

Teos oli Stewarti ja tema abikaasa Susan Stewarti ning TÜ sisekujundusprofessori Rana Abudayyehi koostöö. Susan Stewart õpib ülikoolis sisekujundust.

"Ta rääkis mulle oma tundidest ja nad tegid neid toredaid kontseptuaalseid projekte, mis käsitlesid taimi ja bioluminestsentsi, " räägib Neal Stewart. "Ma mõtlesin, et see on üsna kaugel - me peaksime koostööd tegema."

Kas toalilled võiksid oma kodu tervise üle vaadata?