미국의 매사추세츠 공과대(Massachusetts Institute of Technology, MIT)과 캘리포니아대(University of California)의 연구팀은 새로운 나노기술 접근법을 설계해 식물이 자체 구동 광원이 될 수 있다는 사실을 증명해냈다.

연구팀은 생체적합성 및 표면 전하를 갖춘 나노입자를 이용해 아데노신 3인산(Adenosine triphosphate, ATP) 또는 AP를 ‘화학 발광(Chemiluminescence)’ 반응으로 전환하는데 성공했다고 밝혔다.

연구팀은 해당 접근법이 파장변조(wavelength modulation), 발광식물(glowing plant), 및 조직특이패턴(tissue-specific patterning)을 가능하게 했으며, 이를 통해 적외선 통신 및 간접조명 기능을 가진 발광식물을 생산할 수 있다고 전했다.

이번 연구 결과를 발표한 나노워크뉴스(Nanowork News)에 따르면 이전에도 발광 식물을 생산하려는 시도는 있었다. 그러나 기존 연구는 주로 박테리아 럭스 오페론(Bacterial lux operon)나 반딧불이 루시페라제(Luciferase) 유전자를 이용한 유전공학에 초점을 맞추었다. 과학자들은 ‘이전 방식은 발광성을 얻기 위해 반응성 효소를 사용하는 단계가 복잡한 것이 문제’라고 지적한다.

MIT와 캘리포니아대 연구팀은 ‘바스인퓨전(Bath infusion)’이라고 불리는 첨단기술을 통해 나노입자 혼합물을 생체 식물 전체에 전달한다고 설명했다. 연구팀은 또한 “이 나노입자 사용법이 살충제, 비료, 생합성 및 유전자 전달과 같은 훨씬 더 넓은 범위에 활용될 수 있다”고 말했다.

연구 저자들은 나노입자가 현 식물의 생화학적 경로와 어떻게 화학적으로 상호작용을 하는지에 관해 설명하는 포괄적인 동역학 모델을 확립했다.