Cambridge – Wie wäre es, eine Topfpflanze anstatt einer Leselampe auf dem Nachttisch zu haben? Was absurd klingt, haben Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) nun real gemacht. Sie schafften es, Luciferase, ein Enzym das beispielsweise Glühwürmchen zum Leuchten bringt, in die Zellen ihrer Versuchspflanze Brunnenkresse einzubauen. Sie benützten dafür Nanopartikel, die als Träger der Luciferase dienten und über sogenannte Stomata, Schließzellen zum Gas- und Wasseraustausch, in die Blätter gelangten.

Bisher konnte die Gruppe rund um Seon-Yeong Kwak die Pflanzen vier Stunden lang zum Leuchten bringen und mit Inhibitoren auch wieder ausschalten. Neben Brunnenkresse funktionierte ihr Prinzip auch in Spinat, Rucola und Grünkohl, könnte aber auch in jeder beliebigen Pflanze umgesetzt werden.

Pflanzen zur Sprengstofferkennung

In früheren Studien konnte das Team bereits Pflanzen designen, die Sprengstoffe wahrnehmen und Infos darüber an Smartphones kommunizieren können. Die Vision ihrer neuen Arbeit ist es Pflanzen zu erzeugen, die als Innenbeleuchtung fungieren oder als Straßenlaternen eingesetzt werden können. In der Zukunft hoffen die Wissenschafter eine Methode zu entwickeln, Nanopartikel mit dem Enzym auch auf Blätter sprayen zu können. Auf diese Weise könnten auch größere Pflanzen wie Bäume zur Leuchtquelle gemacht werden. Die Forscher sehen die Arbeit als eine Alternative zu elektrischer Beleuchtung, die etwa 20 Prozent des weltweiten Energiebedarfs verbraucht.

Leuchtende Lebewesen kommen übrigens auch natürlich vor. Durch sogenannte Biolumineszenz benützt beispielsweise der Pilz Neonothopanus gardneri Luciferase, um nachts Insekten anzulocken, die ihm helfen, seine Sporen zu verbreiten. In Dinoflagellaten, die einen Teil des marinen Planktons darstellen, wird Biolumineszenz benützt, um Fressfeinde zu verwirren. Und auch Ruderfußkrebse oder Bakterien machen sich die Eigenschaften von Luciferase zunutze. (krop, 14.12.2017)