这种室内植物从空气中吮吸与癌症相关的化学物质

这种室内植物从空气中吮吸与癌症相关的化学物质修改过的pothos常春藤。 (图片来源:Mark Stone / U.Washington)

研究人员对常见的室内植物 - 常春藤 - 进行了基因改造,以从周围的空气中去除氯仿和苯。

我们希望尽可能保持家中的空气清洁,有时我们使用HEPA空气过滤器来防止过敏原和灰尘颗粒进入海湾。 但是一些有害化合物太小,不适合这些过滤器捕获。

像氯仿这样的小分子,在氯化水中少量存在,或苯,这是汽油的一种成分,当我们淋浴或煮沸水时,或者当我们在附属车库中存放汽车或割草机时,会在我们的家中积聚。 苯和氯仿的暴露都与癌症有关。

经修饰的植物表达一种名为2E1的蛋白质,将这些化合物转化为分子,然后植物可以用来支持它们自身的生长。

“人们并没有真正在家里谈论这些有害的有机化合物,我认为那是因为我们对它们无能为力,”资深作者斯图尔特斯特兰德说,他是土木与环境工程部门的研究教授。华盛顿大学。 “现在我们已经设计了室内植物来为我们清除这些污染物。”

身体外的“绿色肝脏”

研究小组决定使用一种叫做细胞色素P450 2E1的蛋白质,简称2E1,它存在于所有哺乳动物中,包括人类。 在我们的体内,2E1将苯转化为苯酚和氯仿成为二氧化碳和氯离子。 但2E1位于我们的肝脏中,当我们喝酒时会打开。 因此无法帮助我们处理空气中的污染物。

“我们决定我们应该让这种反应发生在植物体外,这是'绿肝'概念的一个例子,”斯特兰德说。 “而2E1也可以对工厂有益。 植物使用二氧化碳和氯离子来制造食物,他们使用苯酚来帮助制造细胞壁的成分。“

研究人员制作了该基因的合成版本,作为制作兔子形式的2E1的说明。 然后他们将它引入pothos常春藤,以便植物中的每个细胞表达蛋白质。 Pothos常春藤不会在温带气候中开花,因此转基因植物将无法通过花粉传播。

“整个过程花了两年多的时间,”主要作者,土木与环境工程部门研究科学家张龙说。 “与其他实验室工厂相比,这可能需要几个月的时间。 但我们想在pothos中做到这一点,因为它是一种强大的室内植物,在各种条件下生长良好。“

试运行

然后研究人员测试了与正常的pothos常春藤相比,他们的改良植物能够清除空气中的污染物。 他们将两种植物放入玻璃管中,然后在每根管中加入苯或氯仿气体。 在11天,该团队追踪每个管中每种污染物浓度的变化情况。


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对于未改性的植物,任一种气体的浓度都不会随时间而变化。 但对于改良植物,氯仿的浓度在三天后下降了82%,到第六天几乎检测不到。 在改良的植物小瓶中苯的浓度也降低,但更慢:到第8天,苯浓度下降约75%。

为了检测污染物水平的这些变化,研究人员使用的污染物浓度远高于家庭中常见的浓度。 但该团队预计,在相同的时间范围内,如果不是更快,家庭水平也将同样下降。

斯特兰德说,家里的植物也需要放在一个可以将空气从叶子上移开的东西里面,就像风扇一样。

“如果你在一个房间的角落里种植了一种植物,它会在那个房间产生一些影响,”他说。 “但如果没有空气流动,房屋另一端的分子需要很长时间才能到达工厂。”

该团队目前正致力于通过添加一种蛋白质来增加植物的能力,该蛋白质可以分解家庭空气中发现的另一种有害分子:甲醛,存在于一些木制品中,例如强化木地板和橱柜,以及烟草烟雾。

这种室内植物从空气中吮吸与癌症相关的化学物质Long Zhang将一个pothos常春藤植物放入玻璃管中,以测试其分解苯或氯仿的能力。 (图片来源:Mark Stone / U.Washington)

“这些都是稳定的化合物,所以很难摆脱它们,”斯特兰德说。 “如果没有蛋白质分解这些分子,我们必须使用高能量过程来完成它。 将这些蛋白质全部放在室内植物中是非常简单和可持续的。“

国家科学基金会,威斯康星大学亚马逊催化剂和国家环境健康科学研究所资助了这项研究。

研究出现在 环境科学与技术.

来源: 华盛顿大学

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