Как генетически модифицированные растения очищают воздух

Как генетически модифицированные растения очищает воздух

Нам нравится, когда воздух в наших домах чистый, и нередко мы используем воздушные фильтры, чтобы очистить его от пыли, аллергенов и других воздушных примесей. Тем не менее, некоторые опасные соединения слишком малы, чтобы фильтр смог их задержать. К примеру, такие вещества как хлороформ, присутствующий в хлорированной воде, или бензол, который содержится в воздухе около трасс, имеют довольно маленькие молекулы, которые легко проходят через фильтры. Они могут накапливаться в наших домах. Поскольку эти вещества являются канцерогенными, их наличие в воздухе увеличивает опасность появления онкологических заболеваний.

Недавно исследователи из Вашингтонского университета генетически модифицировали обычное комнатное растение – плющ Потос (лат.Pothos) для удаления хлороформа и бензола из окружающего воздуха. Модифицированные растения экспрессируют белок, называемый CYP2E1, превращающий эти соединения в молекулы, которые растения могут использовать для поддержания своего собственного роста.

Команда решила использовать белок под названием цитохром P450 2E1 (CYP2E1), который присутствует у всех млекопитающих, включая людей. В нашем организме CYP2E1 превращает бензол в химическое вещество, называемое фенолом, а хлороформ – в углекислый газ и хлорид-ионы. Кроме того, CYP2E1 находится в нашей печени и включается при употреблении алкоголя.

Исследователь Лонг Чжан из отдела экологического проектирования помещает плющ в колбу, чтобы проверить его способность разлагать бензол или хлороформ. (Автор: Mark Stone/University of Washington)

 

“Мы решили, что эта реакция может происходить вне организма на растении, что является своего рода концепцией ‘зеленой печени’. Помимо этого, CYP2E1 может быть полезен для растения. Растения используют углекислый газ и хлорид-ионы для питания, а фенол – для создания компонентов клеточных стенок”, комментирует автор исследования профессор Стюарт Странд из университета Вашингтона.

Исследователи создали синтетическую версию гена, которая служит инструкцией для изготовления белка CYP2E1 от кролика. Затем они внедрили его в плющ, чтобы каждая клетка растения синтезировала этот белок. Поскольку Потос не цветет в умеренном климате, то генетически модифицированные растения не смогут распространяться через пыльцу.

После этого было проверено, насколько хорошо новые модифицированные растения могут удалять из воздуха загрязняющие вещества по сравнению с обычным плющом. Они поместили оба типа растений в стеклянные пробирки и добавили бензол и хлороформ в каждую пробирку. В течение 11 дней команда отслеживала, как в пробирках изменялась концентрация каждого загрязняющего вещества.

Для немодифицированных растений концентрация ни одного из газов с течением времени не изменилась. Но для модифицированных растений концентрация хлороформа снизилась на 82% уже через три дня, а к шестому дню она исчезла. Концентрация бензола также уменьшалась, но медленнее: к восьмому дню она снизилась примерно на 75%.

Генетически модифицированное растение – плющ Потос – для удаления хлороформа и бензола из воздуха. (Автор: Mark Stone/University of Washington)

 

В настоящее время команда работает над расширением возможностей растений, добавляя белок, который может расщеплять другую опасную молекулу, присутствующую в домашнем воздухе – формальдегид, который присутствует в ламинате, ДСП, а также табачном дыме.

Источник: phys.org