植物变身环境毒素探测器：新研究揭示化学原理

在环保科技领域，生物传感器一直受到关注，其主要的发展目标便是利用生物体本身的反应来感知环境中的化学或生物状况，促进环境监测和防护工作的开展。不过，扩大生物传感器的应用面并非易事，主要困难在于如何挑战生物体自有的生理过程，使其既能够适应外部环境，又能起到监测的作用。

然而最近，科学家们在这个领域取得了一项重大突破。他们成功地通过植物工程化，开发出了一种可以监测有毒化学物质的生物传感器，这一新研究成果有效地进行了环境毒素的检测，而不会对植物本身的正常功能产生影响。

加州大学河滨分校的科学家们在将植物工程化成生物传感器以检测危险化学物质方面取得了重大进展。通过成功修改植物，在有毒化学物质存在的情况下使甜菜变成红色，研究人员开发出一种方法，使植物能够感知和对环境毒素做出反应，而不会损害其正常功能。

一篇详细介绍这一成就背后化学原理的新研究已发表在《自然化学生物学》杂志上。

这项研究的关键挑战是在不干扰植物固有代谢的情况下在植物内部创建一个环境传感器。之前的生物传感器尝试干扰了植物朝光生长或在压力下调节水分利用的能力。然而，加州大学河滨分校团队通过利用一种叫做脱落酸（ABA）的蛋白质克服了这个障碍。ABA是一种帮助植物适应干旱等应激环境变化的天然植物激素。

工程过程涉及训练ABA受体蛋白质与ABA本身以外的化学物质结合。一旦这些受体与目标化学物质结合，植物就会发生明显的颜色变化，在有毒农药存在的情况下甜菜变成红色。这种视觉反应使得在环境中轻松检测化学物质成为可能。

在这次演示中，该团队使用了谷硫磷，这是一种在许多地方被禁用的农药，因为它对人类有毒。

尽管当前的研究已经成功检测到一种被禁用的农药，但这项技术的潜在应用超出了农药范畴。研究人员设想未来植物可以感知各种化学物质，包括其他农药、水源中的避孕药物或百忧解，以及其他环境污染物。

需要注意的是，这些生物传感器植物目前尚未商业化种植，因为在广泛使用之前需要获得监管批准。然而，这一突破为开发能够检测多种化学物质的生物传感器打开了可能性，为环境监测和保护提供了一种新颖的解决方案。