Đối với cây chiếu sáng và chiếu sáng không cần nguồn điện, Đại học Osaka và Viện Khoa học và Công nghệ Nara
Công nghệ tiếp theo 2050
Có rất nhiều sinh vật phát sáng như đom đóm, sứa, cá câu, nấm và rêu. Việc tạo ra các nhà máy phát sáng bằng công nghệ sinh học mới nhất sẽ là cách chiếu sáng tiết kiệm năng lượng tối ưu mà không cần nguồn điện. Giáo sư Kenji Nagai của Đại học Osaka và những người khác đang nghiên cứu tạo ra những cây xanh bên đường tỏa sáng. Vào năm 2050, những cây phát sáng có thể chiếu sáng thành phố thay vì đèn.
Nhằm mục đích tạo ra một hàng cây dương phát sáng bằng cách sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen (hình ảnh) = Giáo sư Nagai, Đại học Osaka cung cấp
Hội chợ thương mại công nghệ lớn nhất thế giới "CES" được tổ chức tại Las Vegas, Mỹ vào tháng 1/2010. Tại địa điểm này, người ta chiếu hình ảnh một hàng cây dương phát sáng. Những cây dương trồng ven đường thẳng tắp không khác gì những hàng cây ven đường quen thuộc dưới ánh nắng. Tuy nhiên, vào ban đêm, nó trông tỏa sáng tuyệt vời và chiếu sáng khu vực.
Một nhóm của Giáo sư Nagai và Giáo sư Taku Demura của Viện Khoa học và Công nghệ Nara đã thực hiện một bài thuyết trình. Một người phụ trách địa phương đưa ra kết quả về loại protein phát ra ánh sáng do loại coronavirus mới.
Theo Cơ quan Tài nguyên và Năng lượng, 30 - 40% lượng điện tiêu thụ trong các văn phòng và nhà ở trong nước được sử dụng để chiếu sáng. Tiết kiệm năng lượng đã được cải thiện do sự lan tỏa của hệ thống chiếu sáng đi-ốt phát quang (LED), nhưng tỷ lệ này vẫn còn lớn.
Có thể sử dụng chiếu sáng không cần nguồn điện không? Một trong những ứng cử viên là làm cho cây tỏa bóng mát. Chúng tôi sẽ điều tra thông tin di truyền của các sinh vật phát quang như nấm phát sáng và cơ chế phát sáng, đồng thời sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen để đưa thông tin di truyền vào cây chúng ta muốn phát sáng.
Cơ chế mà các sinh vật sống tỏa sáng trong tự nhiên có thể được chia làm hai. Đom đóm và nấm sử dụng "sự phát xạ ánh sáng" tự tỏa sáng bằng năng lượng thu được từ việc phân hủy protein. Mặt khác, "huỳnh quang" hấp thụ ánh sáng và thay đổi màu sắc của ánh sáng để tỏa sáng là một cơ chế được sứa và những loài tương tự sử dụng. Tuy nhiên, ánh sáng của protein phát quang yếu, và protein huỳnh quang không phát sáng nếu không có năng lượng khác. "Cơ chế của các sinh vật không thể được sử dụng để chiếu sáng như nó vốn có" (Giáo sư Nagai)
Do đó, bằng cách sử dụng gen vi khuẩn phát quang, chúng tôi đã tạo ra một loại protein có thể phát sáng gấp 10 lần so với trước đây. Nó được thực hiện bằng cách kết nối gen của vi khuẩn và gen của sứa phát sáng. Chiếu sáng hiệu quả bằng cách truyền năng lượng do protein phát quang của vi khuẩn tạo ra bằng cách phân hủy các chất hóa học thành protein phát quang của sứa. Khi gen tạo ra một protein mới được kết hợp vào lá thuốc lá, nó phát sáng lờ mờ trong bóng tối.
Giáo sư Nagai đã chế tạo ra cây lá gan, cây Arabidopsis thaliana, cây thuốc lá, cây cà gai leo, v.v. phát ra ánh sáng xanh lam, xanh lục và đỏ.
Giáo sư Demura sẽ tiến hành nghiên cứu kết hợp gen phát quang đã phát triển vào cây cối. Đã có nghiên cứu chế tạo cây trồng có khả năng chịu hạn bằng công nghệ biến đổi gen. Nếu điều này được áp dụng, "có thể tạo ra một cái cây phát sáng trong một vài năm", ông nói.
Khi làm cây xuyên sáng thì độ sáng của nó cũng rất quan trọng. Trước đây, các công ty Mỹ nhắm đến việc bán cây chiếu sáng, nhưng trong một số trường hợp, cuối cùng họ đã từ bỏ vì khó nhìn thấy ánh sáng.
Nếu nó được sử dụng để chiếu sáng nội thất hoặc chiếu sáng đường phố, nó sẽ đòi hỏi mức độ ánh sáng đạt được gấp hàng chục đến hàng trăm lần hiện tại. Giáo sư Nagai cho biết: “Thách thức là tăng số lượng và hiệu quả của các gen tạo ra protein. Trước hết là mục tiêu đưa vào sử dụng thực tế “cây lấy lá tỏa sáng” trang trí nội thất trong phòng.
■ Tìm kiếm các phương pháp không ảnh hưởng đến môi trường
Các kỹ thuật chỉnh sửa gen ngày càng phát triển. Ngoài công nghệ tái tổ hợp thông thường, gần đây, công nghệ "chỉnh sửa bộ gen" giúp sửa đổi vị trí đích của gen một cách hiệu quả cũng đã xuất hiện. Thực phẩm được chỉnh sửa bộ gen đầu tiên ở Nhật Bản là cà chua của Sanatech Seed (Tokyo, Minato), một công ty khởi nghiệp từ Đại học Tsukuba. Lượng chất được cho là ngăn chặn sự gia tăng huyết áp đã được tăng lên khoảng 5 lần. Nó đã được bán từ tháng 9 năm 2009.
Khung đa dạng sinh học "Đạo luật Cartagena" điều chỉnh các sinh vật biến đổi gen. Điều này nhằm ngăn chặn động vật và thực vật có gen thao túng ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Giáo sư Demura nói rằng ngay cả trong việc sản xuất cây chiếu sáng, "có những vấn đề liên quan đến đạo đức và công nghiệp hóa cùng với các vấn đề kỹ thuật."
Điều gì sẽ xảy ra nếu hạt giống của những cây ven đường bị sáng do biến đổi gen bị phát tán? Điều gì sẽ xảy ra nếu ai đó lấy nó đi và nâng nó ở nơi khác? Việc xem xét cụ thể cũng là cần thiết.
Điều mà chúng tôi đang chú ý là những cây tăng thân bằng cách giâm cành. Cây dương cũng thường sử dụng giâm cành. Giáo sư Demura nói, "Có thể tạo ra một loại cây không thể tăng trưởng một cách tự nhiên bằng cách sửa đổi gen để nó không có hoa hoặc hạt, và sau đó lần đầu tiên sử dụng nó cho những cây ven đường."
Những nỗ lực để hình thành một xã hội bền vững đồng thời ngăn chặn tác động lên động vật hoang dã là rất quan trọng.
