Das Signal muss nicht unbedingt eine sichtbare Farbveränderung sein – das Team hat auch mit der Temperatur experimentiert. Ein zweiter Rezeptorweg in diesen manipulierten Pflanzen reagiert auf Diazinon, ein Insektizid, das derzeit eingesetzt wird für Wohnzwecke verboten in den Vereinigten Staaten. Im Rahmen derselben Studie verwendete das Team Diazinon, um die normale ABA-Signalisierung der Pflanze zu aktivieren und so einen stressbedingten Anstieg der Blatttemperatur auszulösen, der von Infrarot-Nachtsichtkameras beobachtet werden kann, ähnlich wie das, was das MIT-Team zuvor versucht hatte.
Die Herausforderung besteht nun darin, herauszufinden, wie viele molekulare Schalter manipuliert werden können, bevor die Dinge zu kompliziert werden – und separate Wege zu schaffen, die alle leicht beobachtbare Ergebnisse erzeugen. Wheeldon glaubt, dass sich die Mühe lohnen wird. Mehr Schalter zu haben, sagt er, „erhöht die Komplexität der Fragen, die Sie beantworten können, und der Anwendungen, die Sie verfolgen können.“
Während diese farbverändernden Pflanzen immer noch nur im Labor existieren, hofft Cutler, dass sein Team „Biosensoren entwickeln kann, die es ermöglichen, Organismen zu konstruieren, die alle Arten von Chemikalien wahrnehmen“. Zum Beispiel, weil Pflanzen als Reaktion auf Dürre bereits ABA produzieren; Er stellt sich durstige Pflanzen vor, die über Nacht ihre Farbe ändern und um Hilfe rufen könnten, bevor sie echten Schaden erleiden.
Wheeldons Forschungsgruppe untersucht seit Jahren Pestizide – sie werden weltweit in der Landwirtschaft eingesetzt und waren daher offensichtlich ein erstes Ziel für Sensorexperimente. Aber Cutlers Team hat eine lange Liste von Molekülen, die sie derzeit testen: Pharmazeutika, Missbrauchssubstanzen, natürliche Pflanzenprodukte und andere Agrochemikalien.
„Langfristig denke ich, dass wir in der Lage sein werden, Biotechnologien zu entwickeln, die dazu beitragen können, die Öffentlichkeit oder andere spezifische Benutzer mit Informationen über Chemikalien in der Umwelt zu versorgen“, sagt Wheeldon. „Echtzeit-Feedback darüber, was sich in der Umwelt befindet – ist zum Beispiel die örtliche Wasserversorgung verunreinigt? Verwenden schlechte Akteure schädliche Chemikalien in ihren industriellen Prozessen?“
Brophy stellt sich für die schwarzen Daumen unter uns auch häusliche Anwendungen dieser Technologie vor, wie zum Beispiel „Zimmerpflanzen, die ihre Farbe ändern, um Ihnen zu sagen, dass sie etwas brauchen.“
„Als Professor für Pflanzenbiologie verspüre ich einen großen Druck, schöne Pflanzen in meinem Büro zu haben. Aber oh Mann, ich habe einfach Probleme“, sagt sie lachend.
Da diese Pflanzen transgen sind – das heißt, sie enthalten DNA einer anderen Art – müssten sie einem schwierigen Genehmigungsverfahren unterliegen, wenn jemand versuchen würde, sie in den USA auf den Markt zu bringen. Betalain produzierende Pflanzen und A. thaliana keine natürliche Fremdbestäubung, daher müssten Forscher nachweisen, dass jede von ihnen gentechnisch veränderte Pflanze keine unbeabsichtigten Auswirkungen auf die Umwelt hat.
Es ist jedoch nicht unmöglich. Anfang dieses Jahres genehmigte das US-Landwirtschaftsministerium den Verkauf von lila Tomaten, die Löwenmäulchen-Gene enthalten, die ihren Gehalt an Antioxidantien erhöhen und die Haltbarkeit verlängern. Letzten Monat gab die Agentur grünes Licht für eine im Dunkeln leuchtende Petunie, die Gene von biolumineszierenden Pilzen enthält und nächstes Jahr auf den Markt kommen soll.
Mit mehr Forschung erhalten möglicherweise auch Pflanzen, die in Farbe sprechen, grünes Licht.