Η ιδέα πίσω από την τεχνολογία είναι ότι τα αγροτεμάχια με τέτοια φυτά θα μπορούσαν να καλλιεργηθούν σε περιοχές που παρακολουθούνται για ρύπους. Αντί να χρειάζεται να πηγαίνουν επανειλημμένα και να λαμβάνουν δείγματα εδάφους, οι επιστήμονες θα μπορούσαν απλώς να αναλύσουν αεροφωτογραφίες των οικοπέδων – εάν τα φυτά ήταν κόκκινα, αυτό θα σήμαινε ότι υπήρχε ο στοχευόμενος ρύπος.

Για τη μελέτη, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Riverside άλλαξαν γενετικά τις πρωτεΐνες υποδοχέα στο φυτό κάρδαμου θαλή ( Arabidopsis thaliana ).

Συνήθως αυτές οι πρωτεΐνες συνδέονται και αντιδρούν με μια άλλη πρωτεΐνη γνωστή ως αψικικό οξύ (ABA), την οποία παράγει το φυτό ως απόκριση σε συνθήκες ξηρασίας. Όταν οι πρωτεΐνες των υποδοχέων ανιχνεύουν το ABA, προτρέπουν το φυτό να κλείσει τους μικροσκοπικούς πόρους (που ονομάζονται στομία) στα φύλλα και στο στέλεχος του – κάτι τέτοιο βοηθά στο να μην εξατμίζεται το νερό που βρίσκεται ήδη στο φυτό.

Οι επιστήμονες του UC Riverside είχαν ανακαλύψει προηγουμένως ότι ήταν δυνατό να τροποποιηθούν οι πρωτεΐνες των υποδοχέων με τέτοιο τρόπο ώστε να δεσμεύονται με χημικές ουσίες άλλες από το ABA, προκαλώντας διαφορετικές αντιδράσεις στα φυτά. Για αυτή τη μελέτη, οι υποδοχείς τροποποιήθηκαν για να συνδεθούν με ένα απαγορευμένο εξαιρετικά τοξικό φυτοφάρμακο γνωστό ως αζινφωσ-αιθυλ. Όταν οι υποδοχείς το κάνουν, προκαλούν τα συνήθως πράσινα φύλλα και το στέλεχος του φυτού να γίνουν κόκκινα.

Αναφέρεται επίσης πως είναι σημαντικό ότι ο μεταβολισμός του φυτού δεν επηρεάζεται αρνητικά – για παράδειγμα, μπορεί να εξοικονομήσει νερό σε ξηρές συνθήκες. Ενώ η τεχνολογία θα μπορούσε πιθανότατα να προσαρμοστεί για την ανίχνευση και άλλων ρύπων.

«Προσπαθούμε να είμαστε σε θέση να αισθανθούμε οποιαδήποτε χημική ουσία σε ένα περιβάλλον», δήλωσε ο καθηγητής Σον Κάτλερ του UC Riverside. “Άλλα φυτοφάρμακα αλλά και φάρμακα (…) πράγματα στα οποία οι άνθρωποι ανησυχούν μήπως εκτεθούν. Αυτές είναι εφικτές εφαρμογές τώρα.”

Μια εργασία σχετικά με την έρευνα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature Chemical Biology .

(photo: freepik)