พืชเรืองแสงได้รับการดัดแปลงทางวิศวกรรมให้ผลิตแสงผ่านกระบวนการที่เรียกว่าเคมีเรืองแสง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการปลดปล่อยพลังงานในรูปของแสงโดยปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสารประกอบอนุภาคนาโนสังเคราะห์ที่ใช้ฉีดพ่นบนใบพืช สารประกอบนี้รบกวนการเจริญเติบโตตามธรรมชาติและกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเพียงเล็กน้อย ซึ่งหมายความว่าช่วยให้พืชสามารถเจริญเติบโต หายใจ และดูดซึมน้ำได้ สารนี้สังเคราะห์ขึ้นให้ไม่มีพิษต่อมนุษย์และมีน้ำเป็นตัวทำละลาย

 
อย่างไร?
⌬ สำหรับพืชเรืองแสง ปฏิกิริยาเคมีที่ผลิตแสงจะถูกกระตุ้นโดยสารเคลือบอนุภาคนาโนสังเคราะห์ที่ใช้ฉีดพ่นบนใบของพืช สารเคลือบนี้ประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่ออกแบบมาเพื่อดูดซับแสงอัลตราไวโอเลต (UV) ซึ่งมีอยู่ในแสงแดดในเวลากลางวัน จากนั้นจะปลดปล่อยแสงที่มองเห็นได้เมื่อสัมผัสกับความมืดในเวลากลางคืน 

⌬ เมื่อแสง UV ถูกดูดซับโดยสารเคลือบอนุภาคนาโน จะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเคมีและทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานอย่างช้าๆ ในรูปของแสงที่มองเห็นได้ แสงที่มองเห็นได้นี้จะถูกปลดปล่อยโดยพืชในเวลากลางคืน ทำให้เกิดเอฟเฟกต์เรืองแสง

⌬ กลไกเฉพาะที่สารเคลือบอนุภาคนาโนใช้ผลิตแสงเรียกว่าการเรืองแสงด้วยแสง กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการดูดซับพลังงานโดยวัสดุเคลือบ ซึ่งกระตุ้นให้อิเล็กตรอนภายในวัสดุอยู่ในสถานะพลังงานที่สูงขึ้น เมื่ออิเล็กตรอนเหล่านี้กลับคืนสู่สถานะพลังงานเดิม จะปลดปล่อยพลังงานในรูปของแสง

⌬ ด้วยการดัดแปลงทางวิศวกรรมให้พืชผลิตแสงด้วยวิธีนี้ นักวิจัยของเราหวังว่าจะสร้างแหล่งกำเนิดแสงที่ยั่งยืนและประหยัดพลังงาน ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย รวมถึงใช้เป็นแหล่งส่องสว่างในพื้นที่เชิงพาณิชย์หรือเขตเมือง หรือใช้เป็นวิธีลดการใช้พลังงานและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับระบบแสงสว่างแบบดั้งเดิม 

อาหารเลี้ยงเชื้อของแบคทีเรีย E. coli ที่ไม่ก่อโรคและเรืองแสงได้ ซึ่งผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมให้มีคุณสมบัติเรืองแสงจากแบคทีเรียทะเล Vibrio fischeri 

นี่คืออาหารเลี้ยงเชื้อของตัวอย่างแบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรมที่ให้ทั้งความรู้เชิงการศึกษาเกี่ยวกับสิ่งที่เรากำลังทำในห้องปฏิบัติการ และการแสดงแสงแห่งชีวิตที่น่าตื่นตาตื่นใจในความสะดวกสบายและความเงียบสงบภายในบ้านของคุณเอง

Vibrio fischeri 

เป็นแบคทีเรียทะเลที่เรืองแสงได้ ซึ่งพบได้ทั่วไปในสภาพแวดล้อมทางทะเล โดยส่วนใหญ่จะพบในลักษณะอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น เช่น ปลาหมึกบ็อบเทลหรือปลาแก็สไฟ แบคทีเรียชนิดนี้แสดงการเรืองแสงผ่านพลาสมิด PJE202 ซึ่งถูกใส่เข้าไปในสายพันธุ์ของแบคทีเรีย E. coli บนบกที่ไม่ก่อโรค 

E. coli : สายพันธุ์ที่ไม่ก่อโรค

เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมที่ช่วยให้ผู้คนสามารถเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์ที่ปลอดภัยได้ในบ้านของตนเอง ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและขยายพันธุ์อย่างรวดเร็ว (6 ชั่วโมง)

อย่างไร?

⌬ แสงที่ผลิตจากการดัดแปลงเชื้อจุลินทรีย์เหล่านี้เรียกว่าการเรืองแสง เชื้อจุลินทรีย์ในอาหารเลี้ยงเชื้อแบบน้ำเหล่านี้จะส่องสว่างในที่มืดก็ต่อเมื่อถูกแกว่งหรือเขย่าเบา ๆ เนื่องจากออกซิเจนที่ถูกเติมเข้าไปจะช่วยเร่งปฏิกิริยาทางเคมี/ชีวภาพภายในของพวกมัน

ห้ามดื่มแบคทีเรียเรืองแสง! พวกมันไม่มีพิษแต่มีชีวิตอยู่ในอาหารเลี้ยงเชื้อ Lysogeny Broth (สารอาหาร LB) ซึ่งไม่สามารถย่อยได้

การเรืองแสงหรืออายุขัยของเชื้อจุลินทรีย์เหล่านี้จะคงอยู่ตามระยะเวลาต่อไปนี้ภายใต้สภาพแวดล้อมที่กำหนด:

⌬ 2-4 สัปดาห์เมื่อเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4°C

⌬ 3-5 วันเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องสูงสุด 25°C