Не секрет, что в клетках растений во время фотосинтеза и жизнедеятельности протекают химических реакции с высвобождением электронов. Очевидно, что расположив электроды в теле растений можно сформировать из электронов поток электрического тока. И теперь группа учёных провела детальное исследование явления, выяснив, что растения можно применять в энергетике.

Источник изображения: Pixabay

Для экспериментов было выбрано растение Corpuscularia lehmannii из группы суккулентов. Эта группа растений отличается способностью запасать в клетках значительные объёмы воды, поскольку в основном произрастает в засушливых районах. Тем самым такие растения богаты электролитом естественного происхождения, баланс которого поддерживается жизнедеятельностью растений, включая фазу фотосинтеза.

Источник изображений: ACS Applied Materials & Interfaces

Как сообщают учёные в статье в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, один лист Corpuscularia lehmannii с воткнутыми электродами из железного анода и платинового катода показал напряжение 0,28 В и ток до 20 мкА/см² в цепи. Ток начинал течь под воздействием света на растение и мог вырабатываться в течение суток. Последовательное соединение нескольких листьев обещает увеличить напряжение, доведя его почти до возможностей «обычной щелочной батарейки».

Исследование было направлено на поиск таких режимов работы живого солнечного элемента, чтобы протоны во внутреннем растворе листьев объединялись с образованием газообразного водорода на катоде, и этот водород можно было собирать и использовать для других задач. Тем самым суккуленты могут обеспечить одновременно выработку электрической энергии и быть источником водорода. Интересно, доведут ли это исследование до практической пользы?

Группа генетиков из Университета западной Австралии научила клетки растений выполнять логические операции NOT, AND и OR. Тем самым учёные расширили арсенал биокомпьютеров — систем на основе живых клеток, которые могут выполнять логические операции. Результаты проведённого исследования были опубликованы в журнале Nature.

Источник изображения: Pixabay

Живые клетки могут давать ответные реакции на присутствие фермента рекомбиназы, выработка которого стимулируется за счёт нагревания или добавления синтетического гормона коры надпочечников дексаметазона. В ответ на это в клетках активизируются так называемые репортёрные белки. В рамках нынешнего исследования их роль выполнял зелёный флуоресцентный белок.

В процессе обучения биокомпьютеров учёные задействовали два вида рекомбиназы. Так для выполнения операции OR необходимо присутствие хотя бы одной из двух рекомбиназ, тогда как для операции AND — двух. Успешность выполнения операций определялась по активации репортёрного белка (клетки начинали светиться). Отмечается, что в рамках исследования генетикам удалось реализовать выполнение более сложных операций, например, активацию в присутствии одной из рекомбиназ, но не обоих сразу.

Источник изображения: Nature

Авторы исследования уверены, что проделанная ими работа приближает учёных к созданию ячеек памяти, которые аналогичны памяти в вычислительных машинах, на основе живых клеток. Экспрессия генов в такой модели постоянна и после активации не зависит от внешних условий, в отличие от естественной клеточной регуляции.