Den modifiserte pothos-eføyet. (Kreditt: Mark Stone / U. Washington)

Forskere har genetisk modifisert en vanlig houseplant-pothos ivy-å fjerne kloroform og benzen fra luften rundt den.

Vi liker å holde luften i hjemmet så rent som mulig, og noen ganger bruker vi HEPA luftfiltre for å hindre allergene og støvpartikler i sjakk. Men noen farlige stoffer er for små for at disse filtrene skal felle.

Små molekyler som kloroform, som er til stede i små mengder i klorert vann eller benzen, som er en del av bensin, bygger opp i våre hjem når vi dusjer eller koiler vann, eller når vi lagrer biler eller gressklippere i vedlagte garasjer. Både benzen og kloroform eksponering har vært knyttet til kreft.

De modifiserte planter uttrykker et protein, kalt 2E1, som forvandler disse forbindelsene til molekyler som plantene kan bruke til å støtte sin egen vekst.

"Folk har ikke snakket om disse farlige organiske stoffene i hjemmet, og jeg tror det er fordi vi ikke kunne gjøre noe med dem, sier seniorforfatter Stuart Strand, som er professor i sivilingeniør og miljøteknisk avdeling på University of Washington. "Nå har vi konstruert kremplanter for å fjerne disse forurensningene for oss."

En "grønn leveren" utenfor kroppen

Laget bestemte seg for å bruke et protein kalt cytokrom P450 2E1, eller 2E1 for kort, som er tilstede i alle pattedyr, inkludert mennesker. I kroppen vårer 2E1 benzen til et kjemikalie som kalles fenol og kloroform i karbondioksid og kloridioner. Men 2E1 ligger i våre lever og er slått på når vi drikker alkohol. Så det er ikke tilgjengelig for å hjelpe oss med å behandle forurensninger i vår luft.

"Vi bestemte oss for at denne reaksjonen skulle skje utenfor kroppen i en plante, et eksempel på begrepet" grønn lever ", sier Strand. "Og 2E1 kan også være gunstig for anlegget. Planter bruker karbondioksid og kloridioner for å lage mat, og de bruker fenol for å bidra til å lage komponenter av deres cellevegger. "

Forskerne laget en syntetisk versjon av genet som tjener som instruksjoner for å lage kaninformen av 2E1. Da introduserte de det i pothos-eføy, slik at hver celle i planten uttrykte proteinet. Pothos Ivy blomstrer ikke i tempererte klima, slik at de genetisk modifiserte plantene ikke vil kunne spres via pollen.

"Hele denne prosessen tok mer enn to år," sier forfatteren Long Zhang, forsker i sivilingeniør og miljøteknisk avdeling. "Det er lenge, sammenlignet med andre laboratorieplanter, som kanskje bare tar noen måneder. Men vi ønsket å gjøre dette i pothos fordi det er et robust houseplant som vokser godt under alle slags forhold. "

Prøvekjøring

Forskerne så testet hvor godt deres modifiserte planter kunne fjerne forurensningene fra luft sammenlignet med vanlig pothos-eføy. De legger begge typer planter i glassrør og deretter tilsettes enten benzen eller kloroformgass i hvert rør. I løpet av 11-dagene sporet teamet hvordan konsentrasjonen av hvert forurensende stoff endret seg i hvert rør.

For de umodifiserte plantene endret ikke konsentrasjonen av enten gass over tid. Men for de modifiserte plantene falt konsentrasjonen av kloroform med 82-prosent etter tre dager, og det var nesten uoppdagelig etter dag seks. Konsentrasjonen av benzen reduserte også i de modifiserte planteglassene, men langsommere: Ved dag åtte hadde bensenkonsentrasjonen falt med ca. 75-prosent.

For å oppdage disse endringene i forurensende nivåer brukte forskerne mye høyere forurensende konsentrasjoner enn det som vanligvis finnes i boliger. Men laget forventer at hjemme nivåene vil falle på samme måte, om ikke raskere, over samme tidsramme.

Planter i hjemmet vil også trenge å være inne i et skap med noe å flytte luft forbi bladene deres, som en fan, sier Strand.

"Hvis du hadde en plante som vokser i hjørnet av et rom, vil det få noen effekt i det rommet," sier han. "Men uten luftstrøm, vil det ta lang tid for et molekyl i den andre enden av huset for å nå anlegget."

Laget jobber for tiden for å øke plantens evner ved å legge til et protein som kan bryte ned et annet farlig molekyl som finnes i hjemmeventil: formaldehyd, som er tilstede i enkelte treprodukter, for eksempel laminatgulv og skap og tobakkrøyk.

Long Zhang setter en pothos-ivy-plante inn i et glassrør for å teste sin evne til å bryte ned benzen eller kloroform. (Kreditt: Mark Stone / U. Washington)

"Dette er alle stabile forbindelser, så det er veldig vanskelig å bli kvitt dem, sier Strand. "Uten proteiner for å bryte ned disse molekylene, må vi bruke høy-energi prosesser for å gjøre det. Det er så mye enklere og mer bærekraftig å sette disse proteinene sammen i et husplante. "

National Science Foundation, Amazon Catalyst at UW, og National Institute of Environmental Health Sciences finansierte forskningen.

Forskningen vises i Miljøvitenskap og teknologi.

kilde: University of Washington

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon