קיסוס הפוטוס המתוקן. (אשראי: מארק סטון/ארה"ב וושינגטון)
חוקרים שינו גנטית צמח בית משותף - קיסוס פוטוס - כדי להסיר כלורופורם ובנזן מהאוויר סביבו.
אנו אוהבים לשמור על האוויר בביתנו נקי ככל האפשר, ולעתים אנו משתמשים במסנני אוויר HEPA בכדי לשמור על פגיעה באלרגנים ובחלקיקי אבק. אבל כמה תרכובות מסוכנות קטנות מכדי שמסננים אלה יוכלו להילכד.
מולקולות קטנות כמו כלורופורם, הנמצא בכמויות קטנות במים כלוריים, או בנזן, המהווה מרכיב בבנזין, מצטברות בבתינו כאשר אנו מתקלחים או מרתיחים מים, או כאשר אנו מאחסנים מכוניות או מכסחות דשא במוסכים צמודים. חשיפה לבנזן ולכלורופורם נקשרו לסרטן.
הצמחים המתוקנים מבטאים חלבון, הנקרא 2E1, ההופך את התרכובות הללו למולקולות שבהן הצמחים יכולים להשתמש כדי לתמוך בצמיחה שלהם.
"אנשים לא ממש דיברו על התרכובות האורגניות המסוכנות האלה בבתים, ואני חושב שזה בגלל שלא היינו יכולים לעשות שום דבר בקשר אליהם", אומר הסופר הבכיר סטיוארט סטרנד, פרופסור למחקר במחלקה להנדסת אזרח וסביבה ב אוניברסיטת וושינגטון. "עכשיו תכננו עציצים כדי להסיר לנו את המזהמים האלה."
'כבד ירוק' מחוץ לגוף
הצוות החליט להשתמש בחלבון בשם ציטוכרום P450 2E1, או בקיצור 2E1, הקיים בכל היונקים, כולל בני אדם. בגופנו, 2E1 הופך בנזן לכימיקל הנקרא פנול וכלורופורם ליוני פחמן דו חמצני וכלוריד. אך 2E1 ממוקם בכבדותינו ומופעל כאשר אנו שותים אלכוהול. אז זה לא זמין כדי לעזור לנו לעבד מזהמים באוויר שלנו.
"החלטנו שעלינו שהתגובה הזו תתרחש מחוץ לגוף בצמח, דוגמה למושג 'הכבד הירוק'", אומר סטרנד. "וגם 2E1 יכול להועיל לצמח. צמחים משתמשים ביוני פחמן דו חמצני ובכלוריד כדי להכין את מזונם, והם משתמשים בפנול כדי לעזור ביצירת רכיבים בדפנות התא שלהם. "
החוקרים יצרו גרסה סינתטית של הגן המשמשת הוראות להכנת צורת הארנב של 2E1. ואז הם הכניסו אותו לקיסוס פותוס כך שכל תא בצמח ביטא את החלבון. קיסוס פוטוס אינו פורח באקלים ממוזג ולכן הצמחים מהונדסים גנטית לא יוכלו להתפשט באמצעות אבקה.
"כל התהליך הזה ארך יותר משנתיים", אומר המחבר הראשי לונג ג'אנג, מדען מחקר במחלקה להנדסה אזרחית וסביבתית. "זה הרבה זמן, בהשוואה לצמחי מעבדה אחרים, שעשויים לקחת רק כמה חודשים. אבל רצינו לעשות את זה בפוטות כי זה צמח בית חזק שצומח טוב בכל מיני תנאים. "
מבחן ריצה
החוקרים בדקו עד כמה הצמחים המתוקנים שלהם יכולים להסיר את המזהמים מהאוויר בהשוואה לקיסוס רגיל. הם הכניסו את שני סוגי הצמחים לצינורות זכוכית ולאחר מכן הוסיפו גז בנזן או כלורופורם לכל צינור. במשך 11 ימים, הצוות עקב כיצד הריכוז של כל מזהם השתנה בכל צינור.
עבור המפעלים שלא השתנו, ריכוז הגז לא השתנה לאורך זמן. אך עבור הצמחים המתוקנים, ריכוז הכלורופורם ירד ב -82% לאחר שלושה ימים, וכמעט שלא ניתן היה לזהותו ביום השישי. ריכוז הבנזן ירד גם בבקבוקונים הצמחיים שהשתנו, אך לאט יותר: ביום שמונה ירד ריכוז הבנזן בכ -75 אחוזים.
על מנת לזהות שינויים אלה ברמות המזהמים, החוקרים השתמשו בריכוזי מזהמים גבוהים בהרבה מכפי שבדרך כלל נמצאים בבתים. אך הצוות מצפה שרמות הבית ירדו באופן דומה, אם לא מהר יותר, באותה מסגרת זמן.
צמחים בבית יצטרכו גם להיות בתוך מתחם עם משהו שיעבור אוויר מעבר לעלים שלהם, כמו מאוורר, אומר סטרנד.
"אם היה לך צמח שגדל בפינת החדר, תהיה לו השפעה מסוימת בחדר הזה", הוא אומר. "אבל ללא זרימת אוויר, ייקח הרבה זמן עד שמולקולה בקצה השני של הבית תגיע לצמח."
הצוות פועל כעת להגדלת יכולות הצמחים על ידי הוספת חלבון שיכול לפרק מולקולה מסוכנת נוספת שנמצאת באוויר הביתי: פורמלדהיד, הקיים בחלק ממוצרי העץ, כגון ריצוף וארונות למינציה, ועשן טבק.
לונג ג'אנג מכניס צמח קיסוס לתוך צינור זכוכית כדי לבדוק את יכולתו לפרק בנזן או כלורופורם. (אשראי: מארק סטון/ארה"ב וושינגטון)
"כל אלה תרכובות יציבות, כך שממש קשה להיפטר מהן", אומר סטרנד. "בלי חלבונים כדי לפרק את המולקולות האלה, נצטרך להשתמש בתהליכים בעלי אנרגיה גבוהה לשם כך. זה הרבה יותר פשוט ובר קיימא לשים את כל החלבונים האלה בצמח בית. "
הקרן הלאומית למדע, אמזון קטליזטור ב- UW והמכון הלאומי למדעי בריאות הסביבה מימנו את המחקר.
המחקר מופיע ב- מדע וטכנולוגיה סביבתית.
מקור: אוניברסיטת וושינגטון
ספרים קשורים
at InnerSelf Market ואמזון
