Sea testigo de una planta de tabaco transgénica luminiscente que contiene el gen luciferasa de luciérnaga. ¿Puedes leer una novela a esa luz o qué? © ScienceVU / Keith Wood / Visuals Unlimited / Corbis A principios de mayo de 2013, el gobierno de los Estados Unidos ordenó a una organización sin fines de lucro con sede en Texas que eliminara los planos de un dispositivo peligroso de su sitio web. ¿El objeto? El Libertador, una pistola de plástico que funcionaba se disparó en varios miles de dólares, Impresora industrial 3-D. Los planos se descargaron aproximadamente 100, 000 veces. Es probable que todavía existan en la Web [fuente:BBC].
Vivimos en una época en la que "hágalo usted mismo" ha adquirido connotaciones emocionantes y angustiantes, desde escribir una aplicación asesina hasta construir un reactor nuclear de bricolaje [fuente:Clynes]. A medida que la impresión 3D barata se vuelve capaz de realizar tareas cada vez más complejas, pronto podríamos fabricar nuestros propios juguetes, muebles, incluso aparatos electrónicos domésticos [fuente:Dillow]. Conecte la amplia y profunda base de conocimientos de Internet y el poder fiscal de los sitios de financiación colectiva como Kickstarter, y tienes una receta para un mundo transformado.
Pero, ¿estamos listos para liberar tantos genios de tantas botellas a la vez? Antes de responder considere que algunas de esas botellas están etiquetadas como "bacterias" y "ADN, "herramientas en la incipiente industria artesanal de la biotecnología de bricolaje. Entonces, ¿qué es más peligroso:vida sintética y genéticamente modificada, o una pistola imprimible?
Tales fueron las preguntas planteadas por los grupos ambientalistas cuando el biólogo sintético Omri Amirav-Drory, el científico de plantas Kyle Taylor y el líder del proyecto Antony Evans comenzaron la campaña Glowing Plants Kickstarter para "crear plantas realmente brillantes en un biolab de bricolaje en California" [fuentes:Evans; Paramaguru; Pollack]. Al igual que los donantes de servicios públicos de radiodifusión, Los colaboradores de la campaña de Kickstarter reciben recompensas de compromiso, pero estas no son bolsas de tela:en su lugar, cualquiera que patee $ 40 recibirá semillas para cultivar sus propias plantas brillantes.
¿Inofensivo? Quizás, talvez no. De cualquier manera, equivale a la propagación no regulada de una forma de vida genéticamente modificada.
Al 5 de junio, Glowing Plants había acumulado 7, 858 patrocinadores y más de $ 451, 207 en financiación. Habiendo superado sus $ 65 iniciales, 000 objetivo para crecer radiante Arabidopsis thaliana - un pariente de la mostaza maleza y una planta favorita del conejillo de indias - se acercaba rápidamente a sus $ 500, 000 meta de estiramiento. La investigación podría algún día conducir a una serie de soluciones de iluminación que, según Evans, haría una mella considerable en nuestra huella de carbono [fuentes:Evans; Paramaguru; Pollack].
Evans y compañía están lejos de ser el único juego en la ciudad. Investigadores de Taiwán están estudiando la posibilidad de difundir nanopartículas de oro en las hojas de los árboles para que brillen y se fotosíntesis. eliminar el carbono del aire [fuentes:Beck; Nagano]. Mas cerca de casa, Alexander Krichevsky, quien dirigió la investigación de la Universidad de Stony Brook que ayudó a inspirar y potenciar las plantas resplandecientes, ha fundado su propia empresa, BioGlow, comercializar follaje ornamental brillante [fuente:Pollack].
Todo lo cual deja una pregunta evidente:¿Las plantas incluso funcionarán? ¿Leeremos pronto un libro de rododendros o conduciremos un coche a la luz del alerce?
Dicen que crecen poderosos robles de pequeñas bellotas. Sin embargo, los robles iluminados requieren un poco de ayuda de la ciencia.
La investigación de marcadores fluorescentes subyacente a la iniciativa Glowing Plants fue iniciada por los ganadores del Premio Nobel de 2008 Osamu Shimomura, Martin Chalfie y Roger Y. Tsien, pero el trabajo para rastrear la expresión génica utilizando proteína verde fluorescente (GFP) realmente floreció en la década de 1990. La proteína que brilla cuando se expone a la luz ultravioleta, pronto inició un cambio radical en la biología molecular y celular, medicina y farmacología, y ayudó a plantar la semilla para las industrias biotecnológicas incipientes, como los biosensores y la bioinformática [fuentes:Evans; Lee y Min; Fundación Nobel; Timmer; Tsien].
Pero las plantas que requieren una luz negra para brillar no son de mucha utilidad para conducir o leer. Tales aplicaciones requieren una reacción química que difumina la luz, una especie de varilla luminosa en germinación.
En 1986, Los investigadores de la Universidad de California en San Diego (UCSD) crearon precisamente eso cuando modificaron una planta de tabaco para producir una enzima llamada luciferasa. Como cualquier luciérnaga puede decirte, cuando la luciferasa reacciona con ATP, una molécula de almacenamiento de energía utilizada en el metabolismo, y luciferina, una molécula orgánica, emite luz [fuente:Monastersky].
La planta de UCSD estaba limitada en un aspecto importante, sin embargo:no produjo su propia luciferina, así que no pudo, por así decirlo, brillar solo. En 2010, Los investigadores de la Universidad de Stony Brook superaron esta limitación insertando seis genes codificadores de luciferina de bacterias marinas bioluminiscentes en material genético ubicado en los cloroplastos de la planta (estructuras vegetales que contienen pigmento fotosintético). Et voila, tabaco autoluminiscente - presumiblemente para fumadores en recuperación a quienes les gusta encender sin encender [fuentes:Evans; Krichevsky et al .; Paramaguru; Pollack].
Desafortunadamente, la planta de Stony Brook brilló tan débilmente que requirió cinco minutos en la oscuridad para que los ojos humanos la percibieran [fuente:Pollack]. Peor, el resplandor se autodestruyó gradualmente a medida que la luciferina que lo alimentaba se convertía en oxiluciferina [fuente:Swain].
Una posible salida de este callejón sin salida químico llegó en 2010, cuando un equipo de iGEM de la Universidad de Cambridge (ver recuadro) insertó genes de luciérnagas y bacterias bioluminiscentes en E. coli , creando un proceso que recicla oxiluciferina de nuevo en su precursor amigable con el brillo. Su proceso también aumentó la producción de luz lo suficiente como para que un cultivo bacteriano del tamaño de una botella de vino emitiera suficiente luz para leer. Finalmente, Evans y compañía tenían las piezas que necesitaban para una planta de luz renovable y autosuficiente [fuentes:Evans; iGEM; Zagal; Timmer].
Pero mientras que los marcadores brillantes abarcan investigaciones vitales y aplicaciones médicas, el punto de un árbol resplandeciente, incluso uno con efectos ambientales potencialmente positivos, asumir que Evans tiene razón, deja perplejos a muchos observadores.
Virus informáticos (literalmente)En mayo de 2010, utilizando el equivalente a una impresora de ADN, El equipo de Celera de la luminaria genética Craig Venter creó la primera forma de vida sintética. Hoy dia, Las fundiciones de ADN son un negocio en crecimiento, y algunos expertos argumentan que solo nos falta una década para imprimir recetas de Internet en casa [fuente:Wadhwa].
Mientras tanto, Los esfuerzos cooperativos como el concurso anual patrocinado por iGEM (la Fundación Internacional de Máquinas de Ingeniería Genética) están enseñando a los estudiantes cómo construir organismos sintéticos usando BioBricks. Así como el código informático de código abierto ayudó a construir Internet, estos bloques de construcción biológicos pronto podrían sentar las bases para más grandes, sistemas biológicos integrados [fuente:iGEM].
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Independientemente de lo mucho o poco que Evans y compañía logren finalmente con Glowing Plants, no todo el mundo comparte su entusiasmo por la perspectiva de la colaboración colectiva, de cosecha propia, "generación genética" sintética. Algunos cuestionan la seguridad del proyecto, mientras que otros se centran en su validez y ética financiera.
Según The New York Times, los grupos ambientalistas Amigos de la Tierra y el Grupo ETC se han puesto en contacto con el Departamento de Agricultura de EE. UU. para encabezar el proyecto y su potencial "generalizado, liberación aleatoria e incontrolada de semillas de bioingeniería ". En cuanto al dinero, Evans le dijo al Times que dedicará algunos fondos de Kickstarter a explorar cuestiones relacionadas con las políticas públicas, pero muchos comentaristas siguen siendo escépticos [fuente:Pollack; Timmer].
Entonces, ¿qué tan aterradores son estos árboles? ¿Podrían contaminar el medio ambiente con polen de duendes? Es difícil de decir. El proceso que utilizará Glowing Plants se asemeja al desarrollado en la Universidad de Stony Brook, que afectó a los cloroplastos. En la mayoría de las especies con flores, los cloroplastos se heredan de la madre, se transmiten por semilla, no polen - lo que reduce el riesgo de contaminación ambiental por, decir, rosas brillantes, pero muchos árboles quedan fuera de esta categoría [fuente:Krichevsky et al.].
Y el polen plantea solo uno de los muchos problemas potenciales de impacto ambiental. Por ejemplo, ¿Cómo serían los pájaros? ¿Las ardillas o los insectos vitales reaccionan a un árbol incandescente? ¿Cómo harían los planificadores para realizar una evaluación de impacto ambiental para una planta de este tipo?
Mientras tanto, Numerosas preguntas prácticas esperan respuesta también:¿Cuánta energía podrían permitirse destinar tales plantas a la producción de luz? Y con qué intensidad brillarán en última instancia [fuentes:Pollack; Timmer]?
El problema es la energía. Aunque la radiación solar total que golpea un árbol promedio supera la cantidad necesaria para encender una farola eficaz, solo una pequeña fracción de esa insolación llega a las hojas de un árbol, y solo una pequeña parte de eso cae dentro de la banda de longitud de onda requerida para la fotosíntesis. El árbol debe entonces aplicar una porción considerable de esta energía para vivir y crecer, dejando solo una fracción de una fracción de una fracción disponible para generar luz, por no hablar de la energía requerida para fabricar los productos químicos necesarios. El problema solo empeoraría en invierno, cuando la luz solar disponible se atenúa y los árboles entran en una estasis metabólica destinada a matar su brillo químico [fuente:Timmer].
Y esa es la raíz del problema. Por muy álamo que sea la idea, y por mucho que los donantes lo arraiguen o anhelen, los árboles brillantes son, en el mejor de los casos, una perspectiva sombría.
Pega eso en tu zócaloLas plantas que brillan intensamente son solo un ejemplo de un cambio importante que se está produciendo en la forma en que vemos la iluminación. A medida que la investigación continúa descubriendo cómo determinadas longitudes de onda de luz pueden curar o afectar la depresión, relajación, concentración e incluso tasas de criminalidad, la industria se ha dado cuenta. Pronto nos moveremos más allá de "¿Es lo suficientemente brillante aquí?" a la compra de luces para el hogar y el trabajo que se pueden ajustar a su antojo para lograr los efectos deseados [fuentes:Barringer; El Yomiuri Shimbun].
¿Te gustaría vivir en un mundo que parece una imitación de Pandora? ¿O resuena como las decoraciones de las paredes de una almohadilla de choque para fumetas? Si dijiste que si ¿Cambiaría su respuesta una vez que se dé cuenta de que probablemente no hay forma de apagar los árboles?
Algunos abrazan las plantas brillantes por su valor simbólico. Los árboles están asociados con el conocimiento, ya sea en un sentido bíblico o newtoniano, como son varias fuentes de luz (bombillas, me vienen a la mente linternas y antorchas). Pero los símbolos cortan en ambos sentidos y un árbol brillante que no funciona, o peor aún, causa daño - es otra flecha en el carcaj de aquellos que ven al menos alguna ciencia como algo frívolo y que no vale la pena los riesgos que a veces plantea la investigación.
De cualquier manera, las frases "biolab hágalo usted mismo" y "fundición de ADN por correo" me ponen los pelos de punta.
