Исследователи из Института Университета Теннесси Сельское хозяйство возглавит новую попытку стоимостью до 7.5 миллионов долларов использовать установки для обнаружения экологических угроз для развернутых войск и помочь защитить мирных жителей, живущих в постконфликтных условиях.
Цель состоит в том, чтобы создать новую революционную платформу датчиков.
Награжден передовыми исследовательскими проектами Министерства обороны США. Агентство, также известная как DARPA, в рамках программы Advanced Plant Technologies, рассчитанная на 4 года, объединит опыт биологов, биохимиков и инженеров растений.
Исследователи из UT и Массачусетского технологического института будут работать над модификацией растений картофеля, чтобы обнаруживать и сообщать о потенциальных угрозах, таких как нервно-паралитические агенты, радиация и патогены растений.
Передовые технологии растений DARPA (APT)
Программа Advanced Plant Technologies (APT) направлена на разработку установок, способных служить в качестве устойчивых наземных сенсорных технологий следующего поколения для защиты развернутых войск и территории страны путем обнаружения и сообщения о химических, биологических, радиологических, ядерных и взрывных ( CBRNE) угроз.
Такие биологические датчики будут эффективно энергонезависимыми, увеличивая их потенциал для широкого распространения, одновременно снижая риски, связанные с развертыванием и обслуживанием традиционных датчиков. Эти технологии могут также потенциально поддерживать гуманитарные операции, например, обнаруживая неразорвавшиеся боеприпасы в постконфликтных условиях.
Техническое видение DARPA для APT состоит в том, чтобы использовать врожденные механизмы растений для восприятия и реагирования на раздражители окружающей среды, расширить эту чувствительность до ряда представляющих интерес сигналов и разработать скрытые механизмы ответа, которые можно дистанционно контролировать с помощью существующих наземных, воздушных или космическое оборудование.
Чтобы добиться успеха, APT должен гарантировать, что модифицированные растения будут безопасными, надежными и самодостаточными в своей среде. Программа основана на развитии технологий для выполнения множества сложных модуляций растений без ущерба для их экологической пригодности.
Хотя APT преследует технологии для возможного развертывания, первоначальные исследования проводятся полностью в закрытых помещениях. Если исследование будет успешным, последующие полевые испытания будут проводиться под эгидой Службы инспекции здоровья животных и растений Министерства сельского хозяйства США в соответствии со всеми стандартными протоколами по биобезопасности растений.
Источник: ДАРПАН Нил Стюарт, профессор наук о растениях в Сельскохозяйственном колледже UT Герберта, который также является заведующим кафедрой передового опыта в области молекулярной генетики растений Рашефф, будет выступать в качестве ведущего исследователя.
Стюарт хорошо известен в научных кругах своими усилиями по использованию генетических маркеров для создания растений-дозорных, которые могут обнаруживать экологические проблемы или дефицит питательных веществ в попытках помочь фермерам повысить урожайность. Он также является со-директором недавно созданного Центра сельскохозяйственной синтетической биологии UTIA.
CASB - первый университетский исследовательский центр, посвященный использованию редактирования генов и других методов синтетической биологии для радикального улучшения устойчивости растениеводства.
Скотт Ленаган, доцент кафедры пищевых наук, который также занимает должность помощника в департаменте механической, аэрокосмической и биомедицинской инженерии Университета штата Вашингтон, является содиректором CASB. Он будет выступать в качестве руководителя проекта и главного руководителя команды DARPA.
Работа в UT будет в основном сосредоточена на разработке установок для распознавания и сообщения о стимулах окружающей среды для создания «говорящих растений». Стюарт говорит, что картофель был выбран для этого исследования, потому что это наиболее легкое культурное растение для инженерии как основного генома, так и генома, находящегося в хлоропластах.
Нил Стюарт:
«В нем есть все инженерные характеристики и особенности роста, которые сделают его эффективным« говорящим растением »».
«Наши предварительные исследования убедили нас, что картофель - подходящая культура для проекта« Фитосенсоры 2.0 »».
«Картофель даже является удобным органом хранения - клубнем, который является« батареей »растения».
Другие преподаватели, вовлеченные в проект в UT, включают Фен Чена, профессора геномики в Департаменте наук о растениях; Тесса Берч-Смит, доцент кафедры биохимии и клеточной и молекулярной биологии; и Ховард Холл, профессор кафедры ядерной инженерии.
Их вклад варьируется от разработки устойчивости насекомых до коммуникации между корнями и побегами и до экспериментов с излучением, которые призваны поддержать разработку эффективных сенсоров для растений, которые могут выжить и развиваться.
В партнерстве с UT работают профессора Крис Фойгт и Анджела Белчер с факультета биологической инженерии Массачусетского технологического института. Они привносят в команду опыт и возможности синтетической биологии мирового уровня.
Джон ДиБенедетто, ученый из Министерства энергетики, поддержит проект оборудованием и опытом в области сенсорного оборудования. Он и Стюарт сотрудничали в некоторых из первых опубликованных проектов фитосенсоров.
Хотя в центре внимания этого проекта находится разработка сенсоров для растений для военных, Стюарт надеется, что успехи, достигнутые благодаря этим и другим усилиям в области синтетической сельскохозяйственной биологии, в конечном итоге приведут к появлению сельскохозяйственных культур, которые могут точно сказать фермерам, что, где и когда у них есть проблемы с вредителями. , вода и питательные вещества на своих полях.
Нил Стюарт:
«Этот проект очень интересен с точки зрения воплощения наших результатов в« приспособлениях »для растений, которые могут помочь фермерам».
В соответствии с требованиями DARPA, первоначальное исследование будет проводиться полностью в закрытых помещениях со всеми функциями биобезопасности.
