Naukowcy zmodyfikowali genetycznie popularną roślinę doniczkową, by ta mogła usuwać z powietrza w naszych domach niebezpieczne związki, takie jak chloroform i benzen. Nowe zdolności roślina uzyskała dzięki wprowadzeniu do niej genu… królika.
Do szeroko rozpowszechnionej rośliny doniczkowej, która może tolerować niski poziom światła oraz skrajne zaniedbanie, naukowcy dodali gen królika. Wszystko po to, by powietrze w naszych domach było jak najczystsze. W ten sposób roślina uzyskała możliwości radzenia sobie z niebezpiecznymi związkami zbyt małymi, by mogły zostać uwięzione w filtrach oczyszczaczy. Badacze dostali nawet zgodę na sprzedaż tak zmodyfikowanych roślin do oczyszczania powietrza w domach.
Jak twierdzą naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtońskiego, małe molekuły, takie jak chloroform lub benzen, gromadzą się w naszych domach w wyniku codziennych czynność. Ten pierwszy jest obecny w niewielkich ilościach w chlorowanej wodzie i jest z niej uwalniany chociażby podczas jej podgrzewania. Z kolei benzen, który jest składnikiem benzyny, dostaje się do powietrza przeważnie z zewnątrz, zwłaszcza jeśli mamy dom połączony z garażem, gdzie stoi samochód czy kosiarka.
W poszukiwaniu sposobu na oczyszczenie domowego powietrza z trudno usuwalnych i potencjalnie niebezpiecznych związków, naukowcy sięgnęli po pospolitą roślinę domową - epipremnum złociste. Roślina, dzięki wprowadzeniu genu królika, jest w stanie oczyścić otaczające ją powietrze, rozkładając niebezpieczne chemikalia, które w pewnych stężeniach mogą szkodzić naszemu zdrowiu. Ekspozycja na benzen i chloroform jest powiązana z rozwojem choroby nowotworowej.
- Ludzie tak naprawdę nie wiele mówili o tych niebezpiecznych związkach w naszych domach. Myślę, że to dlatego, bo nie mogliśmy nic z nimi zrobić - powiedział Stuart Strand z UW, współautor publikacji. – Ale udało nam się opracować rośliny doniczkowe, aby usuwały te zanieczyszczenia dla nas - dodał.
Opis prac nad rośliną został opublikowany w „Environmental Science & Technology”.
Roślina została zmodyfikowana w celu wytworzenia białka o nazwie cytochrom P450 2E1, lub po prostu 2E1. Białko to występuje u wszystkich ssaków, w tym także u ludzi. W naszych ciałach 2E1 zamienia benzen w substancję chemiczną zwaną fenolem, a chloroform w dwutlenek węgla i jony chlorkowe. Ale 2E1 znajduje się w naszych wątrobach i uaktywnia się, gdy pijemy alkohol. Nie może więc eliminować szkodliwych związków z powietrza, którym oddychamy.
- Zdecydowaliśmy, że taka reakcja powinna wystąpić poza ciałem, najlepiej w roślinie. To przykład koncepcji „zielonej wątroby”. 2E1 może być również korzystne dla epipremnum. Rośliny wykorzystują dwutlenek węgla i jony chlorkowe, jako substancje odżywcze, a do produkcji elementów ścian komórkowych używają fenolu - wyjaśnił Strand.
Naukowcy wprowadzili do genomu epipremnum złocistego gen królika, który koduje białko 2E1. Dzięki temu roślina potrafi przekształcić niebezpieczne związki w substancje, które może wykorzystać. Wybór rośliny też nie był przypadkowy. Epipremnum złociste nie kwitnie w temperaturze pokojowej, więc zmiany genetyczne nie będą w stanie rozprzestrzeniać się poprzez pyłki.
Epipremnum złociste, fot. Jerzy Opioła/C.C.4.0/Wikimedia Commons
- Cały proces trwał ponad dwa lata. To dużo czasu, ale chcieliśmy to zrobić właśnie na epipremnum. To solidna roślina domowa, która dobrze rośnie w każdych warunkach – powiedział kierujący badaniami Long Zhang.
Zespół badaczy przetestował działanie swojej rośliny. Zmodyfikowane epipremnum złociste oraz wersję bez modyfikacji umieszczono w szklanych probówkach, a następnie dodawano do nich benzen i chloroform. Przez 11 dni mierzono, w jaki sposób zmienia się stężenie każdej z substancji.
W przypadku naturalnych roślin stężenie groźnych związków w ogóle się nie zmieniło. Ale w przypadku zmodyfikowanych wersji stężenie chloroformu spadło o 82 procent po trzech dniach. Od szóstego dnia było prawie niewykrywalne. Stężenie benzenu również spadło, ale znacznie wolniej. W ósmym dniu pomiarów koncentracja benzenu spadła o około 75 procent.
W celu wykrycia zmian poziomu zanieczyszczeń naukowcy stosowali znacznie wyższe stężenia niż te, które zwykle występują w domach. Ale twierdzą, że przy mniejszych koncentracjach rośliny także powinny zdać egzamin. Zaznaczyli jednak, że najlepszy efekt będzie, jeśli rośliny będą stać w pomieszczeniu ze swobodnym przepływem powietrza. Można także zainstalować wiatrak.
Zespół pracuje obecnie nad zwiększeniem możliwości roślin poprzez dodanie innych genów. Ich celem jest teraz opracowanie rośliny, która może rozkładać inną niebezpieczną cząsteczkę znajdującą się w powietrzu: formaldehyd.
- To są stabilne związki i naprawdę trudno jest się ich pozbyć. Bez białek, które rozbiłyby te cząsteczki, musielibyśmy użyć do tego wysokoenergetycznych procesów. O wiele prostsze i bardziej zrównoważone jest umieszczanie tych białek w roślinie domowej – zaznaczył Strand.
Źródło: University of Washington, fot. Mark Stone/University of Washington
