Genetikleri bile değiştirilmedi.
Geceleyin, karanlıkta usulca parlayan bitkilerle dolu bir bahçeye girdiğinizi hayal edin. MIT’deki araştırmacıların ışıldayan bir bitki geliştirmelerinin sebebi tam olarak bu değil, ancak fikir mükemmel.
Doktora sonrası araştırmacı Seon-Yeong Kwak önderliğindeki takım, parlayan bir su teresi oluşturdu. Üstelik bunu yaparken bitkinin genetiğini değiştirmediler. Bilim insanları, yaptıkları araştırmanın günün birinde elektrikli ışıklara olan bağımlılığımızı azaltmaya yardımcı olmasını umuyor.
Kıdemli yazar Michael Strano şöyle söylüyor: “Hayalimiz, masa lambası görevi gören bir bitki yapmak; bu lambayı fişe takmanız gerekmeyecek. Işık için gereken güç, bitkinin enerji metabolizmasından sağlanacak.”
2013 yılında, genetiği değiştirilmiş, parlayan bir bitki üretme vaadi veren bir Kickstarter projesi internette hızla yayılmış ve 484.013 dolar kazanmıştı.
Proje resmî olarak başarısızlığa uğradı ancak bir şeyleri başlatmış gibi görünüyor. 2014 yılında bir biyoteknoloji şirketindeki araştırmacılar, soluk şekilde parlayan ve genetiği değiştirilmiş olan bir tütün bitkisi ürettiklerini duyurmuşlardı.
MIT’deki takım farklı bir yol izledi. Strano’nun laboratuvarında çalışan bilim insanları, son birkaç yıldır bitki nanobiyoniği adı verilen bir araştırma alanı üzerinde çalışıyorlardı. Bu alan, bitkilerin hücrelerine belirli bir görevi yerine getirebilen nanoparçacıklar aşılamayı kapsıyor.
İlk olarak bu parçacıklar sıvı bir çözeltide bekletiliyor. Ardından, bitki bu çözeltiye batırılıyor ve sonra bitkiye basınç uygulanıyor. Böylelikle stromalar (yaprakların alt tarafındaki küçük gözenekler) açılıyor ve nanoparçacıklar içeri girebiliyor.
Laboratuvarda daha önce bu yöntem kullanılarak, patlayıcı maddeleri tespit edebilen ve kuraklık koşullarını gözlemleyebilen bitkiler üretilmişti.
Takım, parlayan bitkiler üretmek amacıyla nanoparçacıklara lusiferaz enzimi ve lusiferin molekülü yükledi. Bu kimyasallar bir araya gelerek, ateş böceklerinde ve kopepot ile denizanası gibi parlayan deniz canlılarında biyolojik ışıma meydana getiriyorlar. Lusiferaz, lusiferini parçalıyor ve böylelikle parlama oluşuyor.
Araştırmacılar ayrıca, ko-enzim A adı verilen bir molekül de eklediler. Bu molekül, lusiferaz ve lusiferin arasında gerçekleşen tepkimenin sonucunda ortaya çıkan ve lusiferazın faaliyetini kısıtlayabilen bir yan ürünü ortadan kaldırıyor.
Araştırmacılar, nanoparçacıkları su teresine (diğer adıyla Nasturtium officinale bitkisine) soktular. Oluşan ışık epey düşük miktardaydı; 1 mikrowatt’lık ticari bir LED’in yarısı kadar parlaktı ve bir şeyler okumak için gereken ışık miktarının yaklaşık binde biri kadardı.
Ancak yine de, genetik olarak değiştirilmiş tütün bitkisine göre, yaklaşık 100.000 kat kadar çok büyük bir gelişme kaydedilmişti. Takım, üretilen ışığın seviyesini de artırabileceklerine inanıyor.
Başlangıçta bitkiler yaklaşık 45 dakika kadar parlamıştı fakat takım o zamandan beri bu süreyi 3.5 saate çıkardı.
Strano şöyle söylüyor: “Hedefimiz, bitki fide halindeyken veya erişkin haldeyken bir müdahale gerçekleştirerek, bitkinin ömrü boyunca parlamasını sağlamak. Bizim yaptığımız çalışma, işlem görmüş ağaçlardan başka bir şey olmayan sokak lambalarına ve evlerde kullanılan dolaylı ışıklandırmaya çok ciddi şekilde kapı aralıyor.”
Araştırmacılar ayrıca, bir lusiferaz engelleyici kullanarak ışığı kapatabildiklerini de gösterdi. Böylelikle, örneğin güneş ışığı algıladığı zaman parlamayı durdurabilen bir bitki geliştirebileceklerini umuyorlar.
Araştırmanın sermayesini ABD Enerji Bakanlığı sağladı ve araştırma Nano Letters bülteninde yayınlandı.
Yazar: Michelle Starr/ScienceAlert. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
