Die aangepaste pothos klimop. (Krediet: Mark Stone / U. Washington)
Ons hou daarvan om die lug in ons huise so skoon moontlik te hou, en soms gebruik ons ​​HEPA-lugfilters om allerhande allergene en stofdeeltjies in buurte te hou. Maar sommige gevaarlike verbindings is te klein vir hierdie filters om te val.
Klein molekules soos chloroform, wat teenwoordig is in klein hoeveelhede in gechloreerde water of benseen, wat 'n komponent van petrol is, in ons huise opbou wanneer ons water stort of kook, of wanneer ons motors of grassnyers in aangehegte motorhuise stoor. Beide benzeen- en chloroform-blootstelling is aan kanker gekoppel.
Die aangepaste plante druk 'n proteïen, genaamd 2E1, uit wat hierdie verbindings omskep in molekules wat die plante dan kan gebruik om hul eie groei te ondersteun.
"Mense het nie regtig oor hierdie gevaarlike organiese verbindings in huise gepraat nie, en ek dink dit is omdat ons niks van hulle kon doen nie," sê senior skrywer Stuart Strand, 'n navorsingsprofessor in die departement siviele en omgewingsingenieurswese by die Universiteit van Washington. "Nou het ons kamerplante ontwerp om hierdie besoedelingstowwe vir ons te verwyder."
'N' Groen lewer 'buite die liggaam
Die span het besluit om 'n proteïen genaamd sitochroom P450 2E1, of 2E1 vir kort, wat teenwoordig is in alle soogdiere, insluitend mense. In ons liggame verander 2E1 benseen in 'n chemiese stof wat fenol en chloroform genoem word in koolstofdioksied en chloriedione. Maar 2E1 is in ons lewers geleë en word aangeskakel as ons alkohol drink. Dit is dus nie beskikbaar om ons te help om besoedeling in ons lug te verwerk nie.
"Ons het besluit om hierdie reaksie buite die liggaam in 'n plant te laat plaasvind, 'n voorbeeld van die groen lewer-konsep," sê Strand. "En 2E1 kan ook vir die plant voordelig wees. Plante gebruik koolstofdioksied en chloriedione om hul kos te maak, en hulle gebruik fenol om komponente van hul selwande te help maak. "
Die navorsers het 'n sintetiese weergawe van die geen gemaak wat dien as instruksies om die konynvorm van 2E1 te maak. Toe het hulle dit in Pothos Ivy ingevoer sodat elke sel in die plant die proteïen uitgedruk het. Pothos klimop blom nie in gematigde klimaat nie, sodat die geneties gemanipuleerde plante nie via stuifmeel kan versprei nie.
"Hierdie hele proses het meer as twee jaar geneem," sê hoofskrywer Long Zhang, 'n navorsingswetenskaplike in die departement van siviele en omgewingsingenieurswese. "Dit is 'n lang tyd, in vergelyking met ander laboratoriumplante, wat dalk net 'n paar maande neem. Maar ons wou dit in pothos doen, want dit is 'n robuuste huisplant wat goed groei onder alle omstandighede. "
Die navorsers het toe getoets hoe goed hul aangepaste plante die verontreinigende stowwe uit die lug kan vergeleke met normale pothos-klimop. Hulle sit albei soorte plante in glasbuisies en voeg dan benseen of chloroformgas by elke buis. Oor die 11-dae het die span opgespoor hoe die konsentrasie van elke besoedelende stof in elke buis verander het.
Vir die ongemodifiseerde plante het die konsentrasie van enige gas nie mettertyd verander nie. Maar vir die aangepaste plante het die konsentrasie chloroform na drie dae met 82-persentasie gedaal, en dit was by dag ses byna ondetecteerbaar. Die konsentrasie benseen het ook in die aangepaste plantblaaie afgeneem, maar stadiger: Teen dag agt het die benseenkonsentrasie met ongeveer 75 persentasie gedaal.
Ten einde hierdie veranderinge op besoedelende vlakke op te spoor, het die navorsers veel hoër besoedelende konsentrasies gebruik as wat gewoonlik in huise voorkom. Maar die span verwag dat die tuisvlakke ook op dieselfde tyd sal val, indien nie vinniger nie.
Plante in die huis moet ook in 'n omhulsel wees met iets om lug oor hul blare te beweeg, soos 'n fan, sê Strand.
"As jy 'n plant in die hoek van 'n kamer het, sal dit 'n effek hê in die kamer," sê hy. "Maar sonder lugvloei sal dit lank neem vir 'n molekule aan die ander kant van die huis om die plant te bereik."
Die span werk tans om die plante se vermoëns te verhoog deur 'n proteïen te voeg wat 'n ander gevaarlike molekuul in die lug kan afbreek: formaldehied wat in sommige houtprodukte voorkom, soos laminaatvloer en kaste, en tabakrook.
Lang Zhang plaas 'n pothos-klimopplant in 'n glasbuis om sy vermoë om benzeen of chloroform af te breek, te toets. (Krediet: Mark Stone / U. Washington)
"Dit is almal stabiele verbindings, so dit is regtig moeilik om van hulle ontslae te raak," sê Strand. "Sonder proteïene om hierdie molekules af te breek, moet ons hoë-energie prosesse gebruik om dit te doen. Dit is soveel eenvoudiger en meer volhoubaar om hierdie proteïene almal in 'n huisplant te plaas. "
Die Nasionale Wetenskapstigting, Amazon Catalyst by UW, en die Nasionale Instituut vir Omgewingsgesondheidswetenskappe het die navorsing befonds.