Изследователи от Института на Университета в Тенеси от селско стопанство ще доведе до нови усилия на стойност до 7.5 милиона долара за използване на растения за откриване на екологични заплахи за разположените войски и за подпомагане на защитата на цивилните, живеещи в следконфликтни условия.
Целта е да се създаде нова, революционна сензорна платформа.
Награден от американските отбранителни научноизследователски проекти агенция, известен също като DARPA, в рамките на програмата си за модерни растителни технологии, 4-годишното усилие ще комбинира експертизата на растителните биолози, биохимици и инженери.
Изследователи от UT и Масачузетския технологичен институт ще работят за модифициране на картофените растения, за да открият и докладват потенциални заплахи като нервни агенти, радиация и растителни патогени.
DARPA Advanced Plant Technologies (APT)
Програмата Advanced Plant Technologies (APT) има за цел да разработи инсталации, способни да служат като следващо поколение, устойчиви, наземни сензорни технологии за защита на разположените войски и родината чрез откриване и докладване на химически, биологични, радиологични, ядрени и експлозивни ( CBRNE) заплахи.
Такива биологични сензори биха били ефективно енергийно независими, увеличавайки техния потенциал за широко разпространение, като същевременно намаляват рисковете, свързани с внедряването и поддръжката на традиционните сензори. Тези технологии също биха могли да подпомогнат хуманитарни операции, като например откриват невзривени боеприпаси в следконфликтни условия.
Техническата визия на DARPA за APT е да се използват вродените механизми на растенията за засичане и реагиране на дразнители от околната среда, да се разшири тази чувствителност до редица сигнали от интерес и да се разработят механизми за дискретна реакция, които могат да бъдат дистанционно наблюдавани с помощта на съществуваща земя, въздух или космически хардуер.
За да успее, APT трябва да гарантира, че модифицираните растения са безопасни, здрави и самоподдържащи се в тяхната среда. Програмата зависи от напредъка на технологиите за извършване на множество сложни модулации на растенията, без да се жертва тяхната екологична годност.
Въпреки че APT преследва технология за евентуално внедряване, първоначалните изследвания се провеждат изцяло в затворени съоръжения. Ако изследването е успешно, по-късните фазови изпитания ще се проведат под егидата на Службата за инспекция на здравето на животните и растенията на Министерството на земеделието на САЩ, следвайки всички стандартни протоколи за биобезопасност на растенията.
Източник: DARPANeal Stewart, професор по растителни науки в колежа по земеделие UT Herbert, който също заема надарения председател на Racheff за върхови постижения в растителната молекулярна генетика, ще служи като главен главен изследовател на усилията.
Стюарт е добре известен в научните среди с усилията си да използва генетични маркери за разработване на сентинелни растения, които могат да открият екологични проблеми или хранителни дефицити в усилията да помогнат на фермерите да увеличат добивите. Той е и съдиректор на наскоро създадения Център за аграрна синтетична биология на UTIA.
CASB е първото университетско изследователско съоръжение, посветено на използването на редактиране на гени и други методи на синтетична биология, за да даде радикални подобрения на устойчивостта на земеделското земеделие.
Скот Ленаган, асистент в катедрата по хранителни науки, който също заема допълнителна длъжност в катедрата по механично, космическо и биомедицинско инженерство в Юта, е съдиректор на CASB. Той ще служи като ръководител на проекта и цялостен екип за това усилие на DARPA.
Работата в UT ще се съсредоточи главно върху инженеринг на растения за засичане и докладване на стимулите на околната среда за създаване на „говорещи растения“. Стюарт казва, че картофеното растение е избрано за това проучване, тъй като е най-лесното растение за инженерство както на основния геном, така и на това, което се помещава в хлоропласти.
Нийл Стюарт:
„Той притежава всички технически характеристики и характеристики за растеж, които ще направят ефективно„ говорещо растение “.“
„Нашето предварително проучване ни убеди, че картофите са правилната култура за този проект„ Фитосензори 2.0 “.“
„Картофиът дори прави удобен орган за съхранение - грудката, който е„ батерията “на растението.“
Други преподаватели, участващи в проекта в UT, са Фън Чен, професор по геномика в Департамента по растителни науки; Теса Бърч-Смит, асистент в Катедрата по биохимия и клетъчна и молекулярна биология; и Хауърд Хол, професор в катедрата по ядрено инженерство.
Техният принос варира от инженерна устойчивост на насекоми до комуникация с корени до издънки, до радиационни експерименти, всички проектирани да подкрепят разработването на ефективни растителни сензори, които могат да оцелеят и да процъфтяват.
В партньорство с UT са професорите Chris Voigt и Angela Belcher от катедрата по биологично инженерство в MIT. Те носят на екипа експертиза и възможности на синтетичната биология от световна класа.
Джон ДиБенедето, учен от Департамента по енергетика, ще подкрепи проекта с оборудване и опит в сензорното оборудване. Той и Стюарт си сътрудничат в някои от първите публикувани фитосензорни проекти.
Докато фокусът на този проект е разработването на растителни сензори за военните, Стюарт се надява, че напредъкът, постигнат чрез това и други усилия в синтетичната селскостопанска биология, в крайна сметка ще доведе до култури, които могат да кажат на фермерите какво точно, къде и кога имат проблеми с вредителите , вода и хранителни вещества в техните полета.
Нийл Стюарт:
„Този проект е много вълнуващ по отношение на превръщането на нашите открития в„ растителни устройства “, които могат да помогнат на фермерите.“
В съответствие с изискванията на DARPA първоначалните изследвания ще се проведат изцяло в затворени съоръжения с всички налични функции за биобезопасност.