ไม้เลื้อย pothos ดัดแปลง (เครดิต: Mark Stone / U. Washington)
นักวิจัยได้ดัดแปลงพันธุกรรม houseplant ทั่วไป - pothos ivy— เพื่อกำจัดคลอโรฟอร์มและเบนซินจากอากาศรอบ ๆ
เราชอบที่จะรักษาอากาศในบ้านของเราให้สะอาดที่สุด และบางครั้งเราใช้ตัวกรองอากาศ HEPA เพื่อป้องกันสารก่อภูมิแพ้และฝุ่นละอองที่อ่าว แต่สารประกอบอันตรายบางชนิดมีขนาดเล็กเกินกว่าจะดักจับตัวกรองเหล่านี้ได้
โมเลกุลขนาดเล็ก เช่น คลอโรฟอร์ม ซึ่งมีอยู่ในน้ำคลอรีนในปริมาณเล็กน้อย หรือเบนซิน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของน้ำมันเบนซิน สร้างขึ้นในบ้านของเราเมื่อเราอาบน้ำหรือต้มน้ำ หรือเมื่อเราเก็บรถยนต์หรือเครื่องตัดหญ้าในโรงรถที่อยู่ติดกัน ทั้งการได้รับสารเบนซีนและคลอโรฟอร์มเชื่อมโยงกับมะเร็ง
พืชดัดแปลงแสดงโปรตีนที่เรียกว่า 2E1 ซึ่งเปลี่ยนสารประกอบเหล่านี้เป็นโมเลกุลที่พืชสามารถใช้เพื่อรองรับการเจริญเติบโตของตัวเองได้
Stuart Strand ผู้เขียนอาวุโสซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านการวิจัยในภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมของกล่าวว่า "ผู้คนไม่ค่อยพูดถึงสารประกอบอินทรีย์ที่เป็นอันตรายเหล่านี้ในบ้าน และฉันคิดว่านั่นเป็นเพราะเราไม่สามารถทำอะไรกับพวกมันได้ มหาวิทยาลัยวอชิงตัน “ตอนนี้เราได้ออกแบบ houseplants เพื่อกำจัดมลพิษเหล่านี้สำหรับเรา”
'ตับเขียว' ภายนอกร่างกาย
ทีมงานตัดสินใจใช้โปรตีนที่เรียกว่า cytochrome P450 2E1 หรือ 2E1 เรียกสั้นๆ ว่า 2E1 ซึ่งมีอยู่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด รวมทั้งมนุษย์ด้วย ในร่างกายของเรา 2E1 เปลี่ยนเบนซินเป็นสารเคมีที่เรียกว่าฟีนอลและคลอโรฟอร์มเป็นไอออนของคาร์บอนไดออกไซด์และคลอไรด์ แต่ XNUMXEXNUMX อยู่ในตับของเราและจะเปิดใช้งานเมื่อเราดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ดังนั้นจึงไม่สามารถช่วยให้เราจัดการกับมลพิษในอากาศได้
"เราตัดสินใจว่าเราควรให้ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นนอกร่างกายในพืช ซึ่งเป็นตัวอย่างของแนวคิด 'ตับสีเขียว'" Strand กล่าว “และ 2E1 ก็มีประโยชน์ต่อพืชเช่นกัน พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์และคลอไรด์ไอออนในการทำอาหาร และใช้ฟีนอลเพื่อช่วยในการสร้างส่วนประกอบของผนังเซลล์”
นักวิจัยได้สร้างยีนสังเคราะห์ที่ทำหน้าที่เป็นคำแนะนำในการสร้างกระต่าย 2E1 จากนั้นพวกเขาก็นำมันเข้าไปใน pothos ivy เพื่อให้แต่ละเซลล์ในพืชแสดงโปรตีน ไม้เลื้อย Pothos ไม่ออกดอกในสภาพอากาศอบอุ่น ดังนั้นพืชดัดแปลงพันธุกรรมจะไม่สามารถแพร่กระจายผ่านละอองเกสรได้
"กระบวนการทั้งหมดนี้ใช้เวลานานกว่าสองปี" Long Zhang นักวิทยาศาสตร์การวิจัยในแผนกวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมกล่าว “นั่นเป็นเวลานานเมื่อเทียบกับโรงงานทดลองอื่นๆ ซึ่งอาจใช้เวลาเพียงไม่กี่เดือน แต่เราต้องการที่จะทำเช่นนี้ใน pothos เพราะมันเป็นกระถางต้นไม้ที่แข็งแรงและเติบโตได้ดีภายใต้สภาวะต่างๆ”
การทดสอบทำงาน
จากนั้นนักวิจัยได้ทดสอบว่าพืชดัดแปลงของพวกเขาสามารถขจัดมลพิษออกจากอากาศได้ดีเพียงใดเมื่อเทียบกับไม้เลื้อย pothos ปกติ พวกเขาใส่พืชทั้งสองประเภทในหลอดแก้วแล้วเติมก๊าซเบนซีนหรือก๊าซคลอโรฟอร์มลงในหลอดแต่ละหลอด กว่า 11 วัน ทีมงานได้ติดตามว่าความเข้มข้นของสารมลพิษแต่ละชนิดเปลี่ยนแปลงไปในแต่ละหลอดอย่างไร
สำหรับพืชที่ไม่ผ่านการดัดแปลง ความเข้มข้นของก๊าซทั้งสองชนิดจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่สำหรับพืชดัดแปลง ความเข้มข้นของคลอโรฟอร์มลดลง 82 เปอร์เซ็นต์หลังจากผ่านไปสามวัน และเกือบจะตรวจไม่พบในวันที่หก ความเข้มข้นของเบนซีนยังลดลงในขวดเล็กของพืชดัดแปลง แต่ช้ากว่านั้น: ในวันที่แปด ความเข้มข้นของเบนซีนลดลงประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์
เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในระดับมลพิษ นักวิจัยใช้ความเข้มข้นของสารก่อมลพิษที่สูงกว่าปกติมากในบ้าน แต่ทีมคาดว่าระดับเจ้าบ้านจะลดลงในทำนองเดียวกัน หากไม่เร็วกว่า ในช่วงเวลาเดียวกัน
พืชในบ้านจะต้องอยู่ภายในกรงที่มีบางสิ่งบางอย่างเพื่อให้อากาศผ่านใบของมันได้ เช่น พัด สแตรนด์กล่าว
“ถ้าคุณมีต้นไม้ปลูกอยู่ที่มุมห้อง มันจะมีผลในห้องนั้นบ้าง” เขากล่าว “แต่ถ้าไม่มีอากาศถ่ายเท มันจะใช้เวลานานกว่าที่โมเลกุลที่อยู่อีกด้านของบ้านจะไปถึงต้นพืช”
ทีมงานกำลังทำงานเพื่อเพิ่มความสามารถของพืชโดยการเพิ่มโปรตีนที่สามารถทำลายโมเลกุลที่เป็นอันตรายอื่นที่พบในอากาศในบ้าน: ฟอร์มัลดีไฮด์ซึ่งมีอยู่ในผลิตภัณฑ์จากไม้บางชนิด เช่น พื้นลามิเนตและตู้อบ และควันบุหรี่
Long Zhang นำต้นโพโธสไอวี่ใส่หลอดแก้วเพื่อทดสอบความสามารถในการสลายเบนซีนหรือคลอโรฟอร์ม (เครดิต: Mark Stone / U. Washington)
“สารเหล่านี้เป็นสารประกอบที่เสถียรทั้งหมด ดังนั้นจึงยากที่จะกำจัดพวกมันออกไป” Strand กล่าว “ถ้าไม่มีโปรตีนมาทำลายโมเลกุลเหล่านี้ เราก็ต้องใช้กระบวนการที่ใช้พลังงานสูงทำ การรวมโปรตีนเหล่านี้เข้าด้วยกันในกระถางต้นไม้นั้นง่ายกว่าและยั่งยืนกว่ามาก”
มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ, Amazon Catalyst ที่ UW และสถาบันวิทยาศาสตร์สุขภาพสิ่งแวดล้อมแห่งชาติให้ทุนสนับสนุนการวิจัย
การวิจัยปรากฏใน วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม.
ที่มา: มหาวิทยาลัยวอชิงตัน
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
at ตลาดภายในและอเมซอน
