Rumah masa depan Anda memiliki semua fasilitas modern. Heliport untuk mobil terbang Anda, koki robot, dinding layar sentuh. Dan kemudian ada tanaman hias. Mereka mungkin terlihat seperti tanaman laba-laba biasa dan bunga lili perdamaian. Tapi suatu hari, entah dari mana, tanaman mulai bersinar ungu menakutkan.
Uh oh. Anda harus memiliki masalah cetakan. Tumbuhan itu, Anda lihat, adalah biosensor yang memantau kesehatan rumah Anda: mereka dapat memberi tahu Anda ketika kadar radon atau karbon monoksida terlalu tinggi, jika ada jamur berbahaya yang bersembunyi di bawah wallpaper kamar mandi, apakah seseorang di rumah mengeluarkan partikel virus flu, di antara bahaya lainnya.
Meski terdengar futuristik, biosensor yang ditanam di rumah ini mungkin akan menjadi kenyataan jauh sebelum mobil terbang. Sebuah artikel baru di Science dari peneliti University of Tennessee merinci kemungkinan, dalam hal konseptual, menggunakan tanaman rekayasa genetika untuk memantau lingkungan rumah kita.
"Idenya adalah untuk merekayasa tanaman hias, teman-teman kecil hijau Anda, untuk memberi tahu Anda tentang apa yang terjadi di rumah Anda dengan cara yang tidak mengancam, " kata Neal Stewart, seorang profesor ilmu tanaman yang memimpin penelitian.
Artikel ini mengeksplorasi kelayakan rekayasa berbagai jenis tanaman hias untuk memberikan sinyal ketika mereka merasakan kontaminan lingkungan tertentu. Ini juga melihat bagaimana tanaman ini dapat dimasukkan ke dalam desain rumah.
Jenis tanaman terbaik yang akan digunakan adalah jenis yang besar, daun beraneka ragam dan bunga berwarna terang, yang akan membuat perubahan warna lebih mudah dideteksi, kata Stewart. Tanaman bisa berubah warna atau berpendar saat terpapar bahaya. Para ilmuwan telah lama mengetahui cara membuat tanaman berfluoresensi dengan memasukkan gen dari ubur-ubur neon ke dalam sel tanaman; trik di sini adalah membuat fluoresensi ini menyala hanya di hadapan rangsangan tertentu seperti radon.
Untuk mendapatkan informasi visual maksimal, Anda membutuhkan lebih banyak tanaman yang hanya sesekali pot di sana-sini. Para peneliti membayangkan seluruh "dinding tanaman pintar" yang akan menarik secara visual dan memberikan kepadatan dedaunan yang cukup tinggi untuk memamerkan perubahan warna atau fluoresensi. Pabrik mungkin paling baik ditempatkan di dekat ventilasi balik sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara rumah, karena di situlah gas seperti senyawa organik volatil (VOC) yang dipancarkan oleh cetakan akan paling terkonsentrasi.
Perkembangan dalam biologi sintetis dapat memungkinkan tanaman dalam ruangan bertindak sebagai phytosensor. (C. Bickel / Sains) Gagasan untuk menggunakan tanaman sebagai biosensor — “phytosensor” AKA — bukanlah hal baru. Penelitian yang didanai DARPA telah menunjukkan bahwa pabrik dapat direkayasa untuk mendeteksi TNT, dengan beberapa ahli biologi pabrik berharap ini pada akhirnya dapat mengarah pada hal-hal seperti sistem keamanan bandara berbasis tanaman, di mana penumpang dapat berkeliaran melalui taman yang pabriknya akan mengingatkan pihak berwenang akan keberadaan obat-obatan atau bahan peledak. Penelitian lain, termasuk milik Stewart, telah menunjukkan bahwa tanaman dapat direkayasa untuk mendeteksi penyakit mereka sendiri, membuat petani tahu jika ada ancaman di rumah kaca.
"Seperti yang dapat kita bayangkan serangkaian phytosensor patogen yang dikerahkan di lapangan memberikan peringatan dini penyakit tanaman, kita dapat membayangkan phytosensor sentinel rumah secara nyata memperingatkan jamur atau bahaya lain sebelum mereka dapat mempengaruhi kesehatan kita, " demikian bunyi makalah dalam Science .
K. Peter Pauls, seorang profesor di pertanian tanaman di Universitas Guelph di Ontario, mengatakan bahwa dinding biosensor yang ditanam di rumah "tidak keluar dari kemungkinan." Untuk sampai ke sana, para peneliti perlu membuat kaskade kejadian dalam tanaman sehingga sensitif terhadap apa pun yang mereka inginkan untuk dideteksi (radon, cetakan, dll.) dan ikat ke sistem reporter visual seperti perubahan warna atau fluorescing.
“Saya tidak membayangkan itu akan menjadi hal yang terlalu berat bagi pasangan yang menanggapi (semacam perubahan warna atau fluoresensi) menjadi semacam sistem penginderaan, ” kata Pauls.
Untuk Stewart dan timnya, langkah selanjutnya adalah merekayasa beberapa pabrik untuk merespons rangsangan tertentu dan mulai melakukan eksperimen. Mereka tidak membayangkan dinding phytosensor datang ke rumah di dekat Anda dalam waktu dekat, tetapi melihat proyek sebagai proses jangka panjang, mungkin melibatkan ilmuwan warga negara yang membantu penelitian dengan melakukan eksperimen di rumah dengan tanaman rekayasa.
Karya itu merupakan kolaborasi antara Stewart dan istrinya, Susan Stewart, dan profesor desain interior UT Rana Abudayyeh. Susan Stewart sedang belajar desain interior di universitas.
“Dia memberi tahu saya tentang kelasnya, dan mereka melakukan proyek konseptual yang rapi ini berkaitan dengan tanaman dan bioluminesensi, ” kata Neal Stewart. "Aku berpikir itu cukup jauh — kita harus bekerja sama."
