Research press release

バイオニック植物

Nature Materials

Bionic plants

自発的に葉緑体(光合成システムを内蔵した植物細胞の細胞小器官)内に侵入する合成ナノ粒子で植物の光合成活性を向上できることが、今週のオンライン版に報告されている。今回、ナノ粒子によって生きた植物の本来の機能が増強された上、生きた植物に非本来的な機能も付与されたことが見いだされた。これにより、日光と水と二酸化炭素を使って成長し自己修復するような合成材料が実現する可能性が期待される。

Michael Stranoたちは、植物抽出物と生きた葉の両方において、カーボンナノチューブやセリア(希土類金属セリウムの酸化物)含有ポリマーナノ粒子が葉緑体内に侵入した後その場に残留し、光合成活性を増強することを示している。研究者たちは、こうした増強が起こる原因として、ナノ粒子が捕捉光のスペクトルを広げ、ラジカル酸素種(光合成システムにダメージを与えうる)を除去する植物本来のプロセスを促す可能性を指摘している。さらに、ナノ粒子によって、生きた葉が汚染物質である一酸化窒素の存在を検出するなど、通常とは異なる機能を発揮することを実証している。

The photosynthetic activity of plants can be enhanced by delivering synthetic nanoparticles that spontaneously infiltrate into chloroplasts - organelles in plant cells that house the photosynthetic system - reports a study published online in Nature Materials. Using nanoparticles to both enhance the native functions of living plants and impart them with non-native functions opens up the possibility of creating synthetic materials that grow and repair themselves using sunlight, water and carbon dioxide.

Michael Strano and colleagues show that, both in plant extracts and living leaves, carbon nanotubes and polymer nanoparticles containing ceria - a rare-earth metal oxide - can pierce and localize within the chloroplasts, enhancing their photosynthetic activity. The researchers show that the enhancement occurs because the nanoparticles broaden the spectrum of captured light and may enhance the plants’ natural process of removing radical oxygen species, which can damage the photosynthetic system. Moreover, they also demonstrate that the nanoparticles can enable living leaves to perform unnatural functions, such as detecting the presence of the pollutant nitric oxide.

doi: 10.1038/nmat3890

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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