Essi ritengono che risultati di questa ed analoghe ricerche potranno avere utili applicazioni, specialmente in quelle località dove più intensa è la pressione sul fattore suolo, a causa del rilievo ivi assunto dall'agricoltura per rendere disponibili alimenti, o materia prima per la produzione di biocarburanti.

Marshall Porterfield, professore associato di ingegneria agricola, biologica e biomedica sta svolgendo delle ricerche sull'equilibrio e le dinamiche di trasporto dell'auxina, elementi che egli ritiene di grande rilievo nell'attività cellulare di questo fitormone. In particolare più recentemente egli sta focalizzando l'attenzione su come l'auxina regoli la crescita delle radici, in piante che crescano in un ambiente pedologico non ottimale. I risultati delle sue ricerche sono stati pubblicati sull'edizione online anticipata del 'The Plant Journal'.

L'auxina è uno dei principali ormoni coinvolti in tale sviluppo adattativo della pianta nel suolo. Come riferisce Angus Murphy, professore di orticoltura presso la stessa università e coautore del lavoro: 'Essa è il fattore chiave di questi processi'.

Marshall Porterfield e Angus Murphy stanno quindi tentando di comprendere come il fitormone auxina, muovendosi lungo la superficie della pianta, regoli lo sviluppo radicale e l'attecchimento delle plantule, per questo motivo necessitano di disporre di dati molto precisi su tale movimento, ritenuto un elemento rilevante per capire come le piante si adattino al loro ambiente.

Il nuovo bio-sensore, composto di platino nero e nanotubi di carbonio riuscirebbe, senza danneggiare la pianta, a misurare in tempo reale la concentrazione di auxina in differenti punti della radice, in seguito alla reazione del fitormone con i nanomateriali, costituenti la sua estremità. Il segnale elettrico prodotto dalla reazione permette infatti di misurare la concentrazione di auxina in uno specifico punto del tessuto vegetale.

Sensori di questo tipo erano in realtà già in uso da tempo, ma avevano un difetto nel software di gestione, che incideva sui risultati sperimentali; infatti l'algoritmo precedentemente in uso (funzione matematica che viene elaborata dal programma) richiedeva, affinché fossero rilevati effetti, che le concentrazioni di auxina applicate ai tessuti vegetali fossero abbastanza elevate, così tanto da essere addirittura fito-tossiche (tossiche per la pianta). Adesso invece non è più necessario applicare auxina dall'esterno ed è possibile disporre di una misurazione istantanea e continua di quella prodotta dalla pianta durante tutto lo sviluppo delle radici.

La messa a punto di un nuovo algoritmo è stata quindi decisiva per decodificare le informazioni che vengono rilevate dal sensore in condizioni sperimentali ottimali. Il nuovo algoritmo, creato da Eric McLamore, ex ricercatore di post-dottorato alla Purdue University, permette di discernere se l'ormone oggetto di misurazione si stia muovendo all'interno di una cellula, o al suo esterno e quindi se sia stato rilasciato dalla cellula a contatto col sensore, o da quelle adiacenti.

Altri metodi usati finora erano invece basati su traccianti radio-isotopici e proteine fluorescenti reattive all'auxina, che inserite all'interno della pianta, potevano identificare cambiamenti aventi luogo nel giro di alcune ore; ma la maggior parte delle risposte all'auxina all'interno dei tessuti vegetali, viene evidenziato, hanno luogo con riferimento ad una scala di tempo di alcuni minuti. Di qui la notevole importanza, per le applicazioni alle colture in vitro di tessuti vegetali, di disporre di questa nuova acquisizione tecnologica.

Il Dott.Murphy ha segnalato inoltre che lo sviluppo di questo sensore innovativo è stato determinato dalla necessità di migliorare la capacità di effettuare misurazioni in tempo reale e di sviluppare un metodo che permetta confronti con altri criteri di misurazione, per meglio poter capire come il trasporto dell'auxina ed altre funzioni biologiche siano interconnesse.

Come egli riferisce 'Utilizzando sensori come questo, noi possiamo ottenere risposte che non erano proprio possibili con gli strumenti esistenti. Poter misurare l'efflusso e l'entrata simultaneamente è veramente essenziale per una serie di ricerche in corso'.

La ricerca è stata sovvenzionata dalla Fondazione Nazionale della Scienza NSF) e dal Ministero dell'Energia statunitense (DoE).