Ο τροποποιημένος κισσός pothos. (Προσφορά: Mark Stone/U. Washington)

Οι ερευνητές έχουν τροποποιήσει γενετικά ένα κοινό φυτό εσωτερικού χώρου - pothos ivy - για να απομακρύνουν το χλωροφόρμιο και το βενζόλιο από τον αέρα γύρω από αυτό.

Μας αρέσει να διατηρούμε τον αέρα στα σπίτια μας όσο πιο καθαρό γίνεται και μερικές φορές χρησιμοποιούμε φίλτρα αέρα HEPA για να κρατάμε μακριά τα αλλεργιογόνα και τα σωματίδια σκόνης. Αλλά ορισμένες επικίνδυνες ενώσεις είναι πολύ μικρές για να παγιδευτούν αυτά τα φίλτρα.

Μικρά μόρια όπως το χλωροφόρμιο, το οποίο υπάρχει σε μικρές ποσότητες στο χλωριωμένο νερό, ή το βενζόλιο, που είναι συστατικό της βενζίνης, συσσωρεύονται στα σπίτια μας όταν κάνουμε ντους ή βράζουμε νερό ή όταν αποθηκεύουμε αυτοκίνητα ή χλοοκοπτικά σε συνδεδεμένα γκαράζ. Τόσο η έκθεση στο βενζόλιο όσο και στο χλωροφόρμιο έχουν συνδεθεί με τον καρκίνο.

Τα τροποποιημένα φυτά εκφράζουν μια πρωτεΐνη, που ονομάζεται 2E1, η οποία μετατρέπει αυτές τις ενώσεις σε μόρια που τα φυτά μπορούν στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν για να υποστηρίξουν τη δική τους ανάπτυξη.

«Οι άνθρωποι δεν μιλούσαν πραγματικά για αυτές τις επικίνδυνες οργανικές ενώσεις στα σπίτια, και νομίζω ότι αυτό οφείλεται στο ότι δεν μπορούσαμε να κάνουμε τίποτα γι' αυτές», λέει ο ανώτερος συγγραφέας Stuart Strand, ο οποίος είναι καθηγητής ερευνητής στο τμήμα πολιτικών και περιβαλλοντικών μηχανικών στο το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. «Τώρα κατασκευάσαμε φυτά εσωτερικού χώρου για να αφαιρέσουμε αυτούς τους ρύπους για εμάς».

Ένα «πράσινο συκώτι» έξω από το σώμα

Η ομάδα αποφάσισε να χρησιμοποιήσει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται κυτόχρωμα P450 2E1, ή για συντομία 2E1, η οποία υπάρχει σε όλα τα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Στο σώμα μας, το 2E1 μετατρέπει το βενζόλιο σε μια χημική ουσία που ονομάζεται φαινόλη και το χλωροφόρμιο σε διοξείδιο του άνθρακα και ιόντα χλωρίου. Αλλά το 2E1 βρίσκεται στο συκώτι μας και ενεργοποιείται όταν πίνουμε αλκοόλ. Επομένως, δεν είναι διαθέσιμο για να μας βοηθήσει να επεξεργαστούμε τους ρύπους στον αέρα μας.

«Αποφασίσαμε ότι αυτή η αντίδραση πρέπει να εμφανίζεται έξω από το σώμα σε ένα φυτό, ένα παράδειγμα της έννοιας του «πράσινου ήπατος»», λέει ο Strand. «Και το 2E1 μπορεί να είναι ευεργετικό και για το φυτό. Τα φυτά χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα και ιόντα χλωρίου για να φτιάξουν την τροφή τους και χρησιμοποιούν φαινόλη για να βοηθήσουν στη δημιουργία συστατικών των κυτταρικών τοιχωμάτων τους».

Οι ερευνητές έφτιαξαν μια συνθετική έκδοση του γονιδίου που χρησιμεύει ως οδηγίες για την κατασκευή της μορφής κουνελιού 2E1. Στη συνέχεια το εισήγαγαν στον κισσό pothos έτσι ώστε κάθε κύτταρο του φυτού να εκφράσει την πρωτεΐνη. Ο κισσός Pothos δεν ανθίζει σε εύκρατα κλίματα, επομένως τα γενετικά τροποποιημένα φυτά δεν θα μπορούν να εξαπλωθούν μέσω της γύρης.

«Όλη αυτή η διαδικασία κράτησε περισσότερα από δύο χρόνια», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Long Zhang, ερευνητής στο τμήμα πολιτικών και περιβαλλοντικών μηχανικών. «Είναι πολύς χρόνος, σε σύγκριση με άλλα εργοστάσια εργαστηρίου, που μπορεί να χρειαστούν μόνο μερικούς μήνες. Αλλά θέλαμε να το κάνουμε αυτό στο pothos επειδή είναι ένα εύρωστο φυτό εσωτερικού χώρου που αναπτύσσεται καλά κάτω από όλες τις συνθήκες».

Δοκιμαστικό τρέξιμο

Οι ερευνητές στη συνέχεια εξέτασαν πόσο καλά τα τροποποιημένα φυτά τους μπορούσαν να απομακρύνουν τους ρύπους από τον αέρα σε σύγκριση με τον κανονικό κισσό pothos. Έβαλαν και τους δύο τύπους φυτών σε γυάλινους σωλήνες και στη συνέχεια πρόσθεσαν είτε βενζόλιο είτε αέριο χλωροφόρμιο σε κάθε σωλήνα. Σε 11 ημέρες, η ομάδα παρακολούθησε πώς άλλαζε η συγκέντρωση κάθε ρύπου σε κάθε σωλήνα.

Για τις μη τροποποιημένες εγκαταστάσεις, η συγκέντρωση κανενός αερίου δεν άλλαξε με την πάροδο του χρόνου. Αλλά για τα τροποποιημένα φυτά, η συγκέντρωση του χλωροφορμίου μειώθηκε κατά 82 τοις εκατό μετά από τρεις ημέρες και ήταν σχεδόν μη ανιχνεύσιμη την έκτη ημέρα. Η συγκέντρωση του βενζολίου μειώθηκε επίσης στα τροποποιημένα φυτικά φιαλίδια, αλλά πιο αργά: Την όγδοη ημέρα, η συγκέντρωση του βενζολίου είχε μειωθεί κατά περίπου 75 τοις εκατό.

Προκειμένου να ανιχνεύσουν αυτές τις αλλαγές στα επίπεδα ρύπων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πολύ υψηλότερες συγκεντρώσεις ρύπων από ό,τι συνήθως στα σπίτια. Αλλά η ομάδα αναμένει ότι τα επίπεδα έδρας θα πέσουν παρόμοια, αν όχι πιο γρήγορα, στο ίδιο χρονικό διάστημα.

Τα φυτά στο σπίτι θα πρέπει επίσης να βρίσκονται μέσα σε ένα περίβλημα με κάτι για να μετακινεί τον αέρα πέρα ​​από τα φύλλα τους, όπως ένας ανεμιστήρας, λέει ο Strand.

"Αν είχατε ένα φυτό να αναπτύσσεται στη γωνία ενός δωματίου, θα έχει κάποιο αποτέλεσμα σε αυτό το δωμάτιο", λέει. «Αλλά χωρίς ροή αέρα, θα χρειαστεί πολύς χρόνος για να φτάσει στο φυτό ένα μόριο στην άλλη άκρη του σπιτιού».

Η ομάδα εργάζεται επί του παρόντος για να αυξήσει τις ικανότητες των φυτών προσθέτοντας μια πρωτεΐνη που μπορεί να διασπάσει ένα άλλο επικίνδυνο μόριο που βρίσκεται στον αέρα του σπιτιού: τη φορμαλδεΰδη, η οποία υπάρχει σε ορισμένα προϊόντα ξύλου, όπως το laminate δάπεδα και τα ντουλάπια, και τον καπνό του τσιγάρου.

Ο Long Zhang βάζει ένα φυτό pothos κισσού σε έναν γυάλινο σωλήνα για να δοκιμάσει την ικανότητά του να διασπά το βενζόλιο ή το χλωροφόρμιο. (Προσφορά: Mark Stone/U. Washington)

«Όλες αυτές είναι σταθερές ενώσεις, επομένως είναι πραγματικά δύσκολο να απαλλαγούμε από αυτές», λέει ο Strand. «Χωρίς πρωτεΐνες για να διασπάσουν αυτά τα μόρια, θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουμε διαδικασίες υψηλής ενέργειας για να το κάνουμε. Είναι πολύ πιο απλό και πιο βιώσιμο να βάλεις αυτές τις πρωτεΐνες όλες μαζί σε ένα φυτό εσωτερικού χώρου».

Το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, το Amazon Catalyst στο UW και το Εθνικό Ινστιτούτο Επιστημών Περιβαλλοντικής Υγείας χρηματοδότησαν την έρευνα.

Η έρευνα εμφανίζεται στο Περιβαλλοντική Επιστήμη & Τεχνολογία.

πηγή: University of Washington

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon