Den modificerede pothos vedbend. (Kredit: Mark Stone / U. Washington)
Forskere har genetisk modificeret et almindeligt husplante - Pothos Ivy - for at fjerne kloroform og benzen fra luften omkring det.
Vi kan godt lide at holde luften i vores hjem så ren som muligt, og nogle gange bruger vi HEPA-luftfiltre til at holde fornærmende allergener og støvpartikler i skak. Men nogle farlige forbindelser er for små til, at disse filtre kan fanges.
Små molekyler som kloroform, der er til stede i små mængder i kloreret vand eller benzen, som er en komponent af benzin, opbygges i vores hjem, når vi bruser eller koger vand, eller når vi opbevarer biler eller plæneklippere i tilknyttede garager. Både benzen- og chloroformeksponering har været forbundet med kræft.
De modificerede planter udtrykker et protein, kaldet 2E1, der omdanner disse forbindelser til molekyler, som planterne derefter kan bruge til at understøtte deres egen vækst.
”Folk har ikke rigtig talt om disse farlige organiske forbindelser i hjem, og jeg tror, det er fordi vi ikke kunne gøre noget ved dem,” siger seniorforfatter Stuart Strand, der er forskningsprofessor i civil- og miljøteknisk afdeling ved University of Washington. "Nu har vi konstrueret husplanter til at fjerne disse forurenende stoffer for os."
En 'grøn lever' uden for kroppen
Holdet besluttede at bruge et protein kaldet cytochrom P450 2E1 eller kort sagt 2E1, som findes i alle pattedyr, inklusive mennesker. I vores kroppe omdanner 2E1 benzen til et kemikalie kaldet phenol og chloroform til kuldioxid og kloridioner. Men 2E1 er placeret i vores lever og er tændt, når vi drikker alkohol. Så det er ikke tilgængeligt for at hjælpe os med at behandle forurenende stoffer i vores luft.
”Vi besluttede, at vi skulle få denne reaktion til at forekomme uden for kroppen i en plante, et eksempel på begrebet 'grøn lever'," siger Strand. “Og 2E1 kan også være gavnligt for planten. Planter bruger kuldioxid og chloridioner til at fremstille deres mad, og de bruger phenol til at gøre komponenter af deres cellevægge. ”
Forskerne lavede en syntetisk version af genet, der fungerer som instruktioner til fremstilling af kaninform af 2E1. Derefter introducerede de det i pothos vedbend, så hver celle i planten udtrykte proteinet. Pothos vedbend blomstrer ikke i tempererede klimaer, så de genetisk modificerede planter ikke kan sprede sig via pollen.
”Hele denne proces tog mere end to år,” siger hovedforfatter Long Zhang, en forsker i civil- og miljøteknisk afdeling. ”Det er lang tid sammenlignet med andre laboratorieplanter, som måske kun tager et par måneder. Men vi ønskede at gøre dette på pothos, fordi det er et robust husplante, der vokser godt under alle slags forhold. ”
Test løb
Forskerne testede derefter, hvor godt deres modificerede planter kunne fjerne forurenende stoffer fra luften sammenlignet med normal pothos vedbend. De satte begge typer planter i glasrør og tilsatte derefter enten benzen eller chloroformgas i hvert rør. Over 11 dage spores holdet, hvordan koncentrationen af hvert forurenende stof ændrede sig i hvert rør.
Få det nyeste via e-mail
For de umodificerede anlæg ændrede koncentrationen af den ene eller den anden gas sig ikke over tid. Men for de modificerede planter faldt chloroformkoncentrationen med 82 procent efter tre dage, og den kunne næsten ikke detekteres på dag seks. Koncentrationen af benzen faldt også i de modificerede hætteglas, men langsommere: Ved dag otte var benzenkoncentrationen faldet med ca. 75 procent.
For at opdage disse ændringer i forurenende niveauer brugte forskerne meget højere forurenende koncentrationer, end der typisk findes i hjem. Men holdet forventer, at hjemmeniveauet vil falde tilsvarende, hvis ikke hurtigere, inden for samme tidsramme.
Planter i hjemmet skal også være inde i en indhegning med noget for at bevæge luft forbi deres blade, som en fan, siger Strand.
”Hvis du havde en plante, der voksede i hjørnet af et rum, vil det have en eller anden effekt i det rum,” siger han. ”Men uden luftstrøm vil det tage lang tid for et molekyle i den anden ende af huset at nå planten.”
Holdet arbejder i øjeblikket på at øge planternes kapacitet ved at tilføje et protein, der kan nedbryde et andet farligt molekyle, der findes i luften i hjemmet: formaldehyd, som findes i nogle træprodukter, såsom laminatgulve og skabe og tobaksrøg.
Long Zhang lægger en pothos vedbendplante i et glasrør for at teste dens evne til at nedbryde benzen eller chloroform. (Kredit: Mark Stone / U. Washington)
”Disse er alle stabile forbindelser, så det er virkelig svært at slippe af med dem,” siger Strand. ”Uden proteiner til at nedbryde disse molekyler, ville vi skulle bruge højenergiprocesser til at gøre det. Det er så meget enklere og mere bæredygtigt at sætte disse proteiner sammen i et husplante. ”
National Science Foundation, Amazon Catalyst ved UW og National Institute of Environmental Health Sciences finansierede forskningen.
Forskningen vises i Miljøvidenskab og teknologi.
kilde: University of Washington
Relaterede bøger
at InnerSelf Market og Amazon
