Ученые из Массачусетского технологического института (MIT, США) разработали «наклейку» с множеством микроигл, изготовленных из биоматериала на основе шелка, для доставки питательных веществ, лекарств или других молекул в определенные части растения, сообщает пресс-служба MIT. Полученные результаты описаны в журнале Advanced Science.
Микроиглы, которые исследователи называют фитоинъекторами, могут быть разных размеров и форм и могут доставлять материал конкретно к корням, стеблям или листьям растения, а также в его ксилему (сосудистую ткань, участвующую в транспортировке воды от корней к стеблям) или флоэму (сосудистую ткань, которая циркулирует метаболиты по всему растению).
В лабораторных тестах команда использовала растения томата и табака, но система может быть адаптирована практически под любую культуру. Микроиглы могут не только доставлять полезные вещества в растение – с их помощью можно брать пробу с растений для лабораторного анализа.
«Мы хотели решить техническую проблему, заключающуюся в том, как получить точный доступ к сосудистой сети растений», – отмечают авторы работы. Это позволило бы исследователям вводить пестициды, которые, например, будут транспортироваться между корневой системой и листьями. Сегодня для лечения растений в основном используют слишком большие, «агрессивные» иглы, которые могут повредить растение. Чтобы найти замену, ученые опирались на предыдущую разработку – микроиглы с использованием материала на основе шелка для инъекций человеку.
Исследователям пришлом чуть-чуть изменить свойства материала, чтобы адаптировать новый «шприц» для растений. Микроиглы в инструменте для человека сделаны так, что должны естественным способом биоразлагаться во влаге организма. Но у растений гораздо меньше доступной воды, поэтому материал не растворялся и был бесполезен для доставки пестицида или других макромолекул во флоэму.
Поэтому авторы работы использовали биотехнологические инструменты, чтобы увеличить гидрофильность шелка (заставляя его притягивать воду), сохраняя при этом материал достаточно прочным, чтобы он мог проникать в эпидермис растения, и легко разлагающимся, чтобы не задерживался в организме растения.
[Фото: Courtesy of the researchers / MIT]
