Investigadores de la Universidad de Texas en El Paso están colaborando con la Fuente de Sincrotrón de Alta Energía de Cornell (CHESS) en el desarrollo de una línea de luz de rayos X de precisión que avanzará significativamente en las dos universidades. investigación agrícola y ambiental.
La línea de luz está financiada por una nueva subvención de $20 millones de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), de los cuales aproximadamente $1.3 millones se destinarán a UTEP.
“Este proyecto con CHESS abrirá las puertas a nuevas e interesantes investigaciones e innovación para los estudiantes y profesores de UTEP”, dijo Carlos Cabrera, Ph.D., profesor y presidente del Departamento de Química y Bioquímica e investigador principal de UTEP en el proyecto.
Los fondos NSF apoyan la construcción de la línea de rayos X para la vida, el medio ambiente, la agricultura y las ciencias vegetales (XLEAP) en Cornell, que se centrará en la investigación sobre la vida vegetal, el ciclo del carbono, el suelo y otros temas importantes para las ciencias y la biología ambientales. . La línea de luz también contará con una cámara de crecimiento única donde los investigadores podrán cultivar plantas con fines de investigación.
Se contratará a estudiantes graduados de UTEP para ayudar a construir la línea de luz y, a través de pasantías en CHESS, aprenderán a operar sincrotrones, dispositivos masivos que se utilizan para acelerar rápidamente electrones. Los sincrotrones emiten una luz intensa que puede utilizarse para ver la materia a nivel atómico o subatómico.
Las líneas de luz se construyen como ramificaciones de un sincrotrón para capturar tipos selectivos de radiación emitida por los electrones a medida que viajan. La radiación se puede utilizar para crear rayos X de alta precisión, lo que permite a los científicos ver más profundamente la materia que están estudiando.
“Esta emocionante colaboración, generosamente financiada por la NSF, reúne a nuestra Facultad de Ciencias con la prestigiosa Fuente de Sincrotrón de Alta Energía de Cornell”, dijo Robert Kirken, Ph.D., decano de la Facultad de Ciencias. “A través de esta asociación, nuestra facultad y los estudiantes de biología, química, geología y física podrán utilizar técnicas de imágenes de rayos X de vanguardia. Este recurso invaluable nos permitirá embarcarnos en esfuerzos de investigación innovadores, fomentando la colaboración interdisciplinaria e impulsando el progreso científico”.
Un proyecto en marcha en UTEP que se beneficiará de la nueva línea de luz implica estudiar la absorción de metales en las plantas. Algunos metales, como el hierro y el manganeso, las plantas los absorben naturalmente del suelo y pueden ser beneficiosos para la salud humana. Otros, como el plomo, son perjudiciales tanto para las plantas como para los humanos si se absorben.
Cabrera explicó que a medida que los metales viajan a través de las raíces, tallos y hojas de una planta, emiten una luz fluorescente que es única para cada metal cuando se ilumina con rayos X. La prometedora línea de luz se puede utilizar para radiografiar las plantas y ver la luz emitida por cada metal, lo que permite a los investigadores observar cómo (y qué tan rápido) se mueven los metales a través de la planta.
Esto, a su vez, puede ayudarles a comprender los posibles riesgos para la salud humana en los cultivos agrícolas y diseñar nanofertilizantes específicos que puedan maximizar la presencia de metales beneficiosos y mejorar la fotosíntesis y la producción de cultivos.
“Este es un sueño hecho realidad después de muchos años de hacer trabajo con sincrotrón”, dijo Jorge Gardea-Torresdey, Ph.D., profesor de química y co-PI del proyecto. “Esta investigación nos brindará una visión mucho más profunda que podemos utilizar para mejorar enormemente la agricultura”.
El equipo de investigación, que tiene una relación de larga data con la Universidad de Cornell, también incluye a los profesores asistentes José Ángel Hernández-Viezcas, Ph.D., y Sreeprasad T. Sreenivasan, Ph.D., en el Departamento de Química y Bioquímica.
