這種室內植物從空氣中吮吸與癌症相關的化學物質

這種室內植物從空氣中吮吸與癌症相關的化學物質修改過的pothos常春藤。 (圖片來源:Mark Stone / U.Washington)

研究人員對一種常見的室內植物 - 常春藤 - 進行了基因改造,以去除周圍空氣中的氯仿和苯。

我們希望盡可能保持家中的空氣清潔,有時我們使用HEPA空氣過濾器來防止過敏原和灰塵顆粒進入海灣。 但是一些有害化合物對於這些過濾器來說太小而無法捕獲。

氯化物中含有少量氯仿的小分子,或者是汽油中含有苯的苯,當我們淋浴或煮沸水時,或者當我們將汽車或割草機存放在附屬車庫時,會在我們的家中積聚。 苯和氯仿暴露都與癌症有關。

經修飾的植物表達一種名為2E1的蛋白質,將這些化合物轉化為分子,然後植物可以用來支持它們自身的生長。

“人們並沒有真正在家裡談論這些有害的有機化合物,我認為這是因為我們無法對它們做任何事情,”資深作者斯圖爾特斯特蘭德說,他是土木與環境工程部門的研究教授。華盛頓大學。 “現在我們已經設計了室內植物來為我們清除這些污染物。”

身體外的“綠色肝臟”

研究小組決定使用一種叫做細胞色素P450 2E1的蛋白質,簡稱2E1,它存在於所有哺乳動物中,包括人類。 在我們的身體中,2E1將苯轉化為苯酚和氯仿成為二氧化碳和氯離子。 但是2E1位於我們的肝臟中,當我們喝酒時會打開。 因此無法幫助我們處理空氣中的污染物。

“我們決定我們應該讓這種反應發生在植物體外,這是'綠肝'概念的一個例子,”斯特蘭德說。 “2E1也可以對工廠有益。 植物使用二氧化碳和氯離子來製造食物,他們使用苯酚來幫助製造細胞壁的成分。“

研究人員製作了該基因的合成版本,作為製作兔子形式的2E1的說明。 然後他們將它引入pothos常春藤,以便植物中的每個細胞表達蛋白質。 Pothos常春藤不會在溫帶氣候中開花,因此轉基因植物將無法通過花粉傳播。

“整個過程花了兩年多的時間,”主要作者,公共和環境工程部門的研究科學家張龍說。 “與其他實驗室工廠相比,這可能需要幾個月的時間。 但我們想在pothos中做到這一點,因為它是一種強大的室內植物,在各種條件下生長良好。“

測試運行

然後研究人員測試了它們的改良植物與正常的pothos常春藤相比能否清除空氣中的污染物。 他們將兩種植物放入玻璃管中,然後在每根管中加入苯或氯仿氣體。 在11天,該團隊跟踪每個管中每種污染物濃度的變化情況。


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對於未改性的植物,任一種氣體的濃度都不隨時間而變化。 但對於改良植物,氯仿的濃度在三天后下降了82%,到第六天幾乎檢測不到。 在改良的植物小瓶中苯的濃度也降低,但更慢:到第8天,苯濃度下降了大約75%。

為了檢測污染物水平的這些變化,研究人員使用的污染物濃度遠高於家庭中常見的濃度。 但該團隊預計,在相同的時間範圍內,如果不是更快,家庭水平也將同樣下降。

斯特蘭德說,家裡的植物也需要放在一個可以將空氣移過樹葉的地方,如風扇。

“如果你在一個房間的角落裡種植了一種植物,它會對那個房間產生一些影響,”他說。 “但如果沒有空氣流動,房屋另一端的分子需要很長時間才能到達工廠。”

該團隊目前正致力於通過添加一種蛋白質來增加植物的能力,該蛋白質可以分解家庭空氣中發現的另一種有害分子:甲醛,存在於一些木製品中,如強化木地板和櫥櫃,以及煙草煙霧。

這種室內植物從空氣中吮吸與癌症相關的化學物質Long Zhang將一個pothos常春藤植物放入玻璃管中,以測試其分解苯或氯仿的能力。 (圖片來源:Mark Stone / U.Washington)

“這些都是穩定的化合物,所以很難擺脫它們,”斯特蘭德說。 “如果沒有蛋白質分解這些分子,我們必須使用高能量過程來完成它。 將這些蛋白質全部放在室內植物中是非常簡單和可持續的。“

美國國家科學基金會,威斯康星大學亞馬遜催化劑和國家環境健康科學研究所資助了這項研究。

該研究出現在 環境科學與技術.

資源: 華盛頓大學

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