植物はどのようにして微生物から身を守っているのですか? これは、植物科学における研究の主要な焦点領域の XNUMX つです。 これは、植物の生産性に対する植物免疫の影響、ひいては世界の食料安全保障を取り巻く問題に直接関係するため、それ自体が重要な問題でもあります。 多くの場合、私たちは植物科学が現代生活に関連しているとは考えていません。 それでも、植物と人間の間には多くの類似点があります。 たとえば、人間と同様に、植物も病原体防御のための複雑な免疫システムを持っています。 汚れた手を口に入れると、感染を引き起こす可能性があります。 同様に、葉の気孔から病原体が侵入すると、植物への感染が可能になります! StomaToy プロジェクトは、幼い頃から子供たちが科学に興味を持ち、おそらく将来植物科学者になるように促し、子供たちの世話をしている一般の人々に科学的認識をもたらすことを目的としています。
StomaToys は、植物科学、エレクトロニクス、アートを組み合わせて、植物科学への関心を高め、遊びを通して教育します。 それらには、インタラクティブな電子ストマトイ、アクティビティ ブック、「自分だけの紙のストマトイを作ろう」カード、およびビデオが含まれます。 おもちゃは、植物がどのように光に反応し、呼吸し、葉の表面にある「小さな孔または口」である気孔を使用して病原体から身を守るかを示しています。 このプロジェクトは、Rucha Karnik 博士と彼女の研究所が主導しています。 グラスゴー大学の植物科学グループ. Karnik ラボでの研究は、植物の成長と免疫を中心に行われており、王立協会、グラスゴー大学、ベゴニア トラスト、BBSRC から資金提供を受けています。 StomaToy プロジェクトは、王立協会と MVLS Engagement Fund からの資金提供を受けています。
Abe Karnik 博士とヒューマン コンピューター インタラクション (HCI) ラボ ランカスター大学のコンピューティングとコミュニケーションの学部で、グラスゴーの植物科学者と協力して、インタラクティブな StomaToy を設計および構築しました。 これは葉の部分を表し、インタラクティブなライト ディスプレイを使用して、光によって活性化される気孔の開口部、病原体の侵入、および細胞性免疫シグナル伝達の概念を伝えます。 このおもちゃは、センサーに光が当たると開く開口部の形をした電子「気孔」を特徴としています。 これは、日光に反応して葉の下側で気孔が開き、植物の温度を調節し、CO を交換するときに、実際の植物で何が起こるかを再現します。2 /光合成を可能にする水蒸気。 本物の植物と同じように、ストーマトイの気孔が開くと、有害な病原体の侵入口になります。 病原体が気孔から侵入すると、細胞は病原体の存在を警告されます。 病原体を撃退するために植物から化学物質が送られます。これは、「病原体」を表す磁石が植物細胞と接触すると、おもちゃ内のライトの色が青から赤に変化することで示されます。 StomaToy のインタラクティブな機能は micro:bit によって強化されており、テクノロジーに関心のある若い学習者にもアクセスしやすくなっています。
子供たちに植物科学者になった気分を味わってもらうために、Rucha Karnik 博士が編集した StomaToy アクティビティ ブックには、彼女の研究室での研究中に生成された感染した/健康なシロイヌナズナ植物の画像を使用した病原体感染実験が含まれています。 この本は、楽しいぬりえや絵を描く活動を通して、植物の生物学と病気、そして植物の保護者としての気孔について教育します。 StomaToy Cube カードは、独自の葉の断面の着色、切り取り、組み立てを組み合わせたものです。 これにより、年少の子供たちは、植物、葉の組織、および蒸散を促進するための葉の気孔の配置について学ぶ機会を得ることができます。 StomaToy ブックレットとリーフ キューブは、 グラスゴー大学で哺乳類のシステムに取り組んでいる細胞エンジニア、Matis Riehle 博士. マティスは、子供にも大人にも楽しく魅力的なアートを通じて植物科学を解釈し、表現してきました。
StomaToy チームには科学者ではない人も含まれています。 パブリックのメンバーであるフローラ リースクは、科学チームが非科学者とのより効率的な関与を可能にする方法でプロジェクトを解釈するのを助けました。 彼女と Karnik 研究室の植物科学博士課程の学生である Lingfeng Xia は、プロジェクトに対する彼女の見解と、気孔生物学者の Mike Blatt 教授とのインタビューを特集した StomaToy ビデオを制作しました。 グラスゴー大学の管理者である Claire Osborne は、科学者と協力してプロジェクトの Web プレゼンスを調整し、より多くの聴衆がアクセスできるようにしました。 StomaToy プロジェクトの歩みとその成果は、 ストーマトイのウェブサイト そしてTwitterで @ストマタル_2019.
StomaToys は、グラスゴー サイエンス フェスティバルやランカスター ファン パレスで大勢の聴衆と交流し、紙のリソースは国内外で共有されました。 このプロジェクトは、チームだけでなく参加者にとっても学びとやる気を起こさせる経験となっています。 StomaToy チームは、アウトリーチの対象者から優れたフィードバックを受けており、現在、StomaToys をさらに発展させて、幼稚園や学校と大規模に自由に共有できるように取り組んでいます。 教育や個人学習のために StomaToy のリソースを使用したい場合は、Dr Rucha Karnik (rucha.karnik@glasgow.ac.uk).
Rucha Karnik 博士は現在、グラスゴー大学 IMCSB の王立協会大学研究員です。 彼女は、バイオマス生産、根の発達、気孔反応、病原体防御など、植物生理学のほぼすべての側面の中心となる植物の原形質膜プロトン ポンプに焦点を当てています。
