美国培育出净化室内空气的转基因绿萝

2018-12-28 | 作者: 食品营养健康论坛 | 标签: 绿萝

据基因工程与生物技术新闻(Genetic Engineering & Biotechnology News,GEN)最新研究报道,华盛顿大学(University of Washington,UW)的研究人员对一种常见的室内植物—绿萝(pothos ivy)进行了基因改造,这种转基因绿萝能够极大去除周围空气中的氯仿和苯。

一种新的转基因室内植物可以被誉为环境科学的一个激动人心的突破,也可以被认为是生物上的弃儿,这取决于人们站在所知不多的争论的哪一边。然而,不管你在这次辩论中的立场如何,我们大多数人都喜欢尽可能地保持家里的空气清洁,我们经常会不遗余力地防止过敏原、灰尘颗粒,甚至化学物质。然而,一些危险的化合物太小以致于不能被这些过滤器捕捉。

现在,华盛顿大学的研究人员对一种常见的室内植物—绿萝或者称为黄金葛(devil's ivy)进行了基因改造,以去除周围空气中的氯仿和苯。改良后的植物表达了一种哺乳动物的蛋白质,称为2E1,它将这些化合物转化为分子,然后植物可以用来维持自己的生长。

华盛顿大学的研究人员对一种常见的家庭植物—绿萝--进行了基因改造, 以去除周围空气中的氯仿和苯。

一些小分子物质,例如少量存在于氯化水中的氯仿,或者作为汽油成分的苯,当我们洗澡或烧水时,或者当我们把汽车或割草机存放在附属车库时,它们就会在我们的家里积聚起来。这些化合物太小,连高效空气过滤器也无法捕捉到,在每一种化合物下暴露都与癌症相关联。

这项新的研究结果最近发表在《环境科学与技术》杂志上,题目为"转基因家庭植物—绿萝(黄金葛),通过表达哺乳动物细胞色素P450的2E1基因极大地增强了挥发性有机致癌物的去除作用。

“人们并没有真正谈到家庭中的这些有害有机化合物,我认为这是因为我们对于它们无能为力,”华盛顿大学土木和环境工程系教授、高级研究员Stuart Strand博士指出,“现在我们已经设计了室内植物来为我们去除这些污染物。”

华盛顿大学团队将工作重点放在一种名为细胞色素P450 2E1(简称2E1)的蛋白质上,这种蛋白质存在于包括人类在内的所有哺乳动物中。在我们的身体里, 2E1把苯变成一种叫做苯酚的化学物质,把氯仿变成二氧化碳和氯离子。但2E1 位于我们的肝脏中,当我们饮酒时被启动。所以,它不能帮助我们处理空气中的污染物。

“我们认定,这种反应应该发生在植物的身体之外,即‘绿色肝脏’概念的一个例子,”Dr. Strand解释说,“2E1对植物也有好处。植物使用二氧化碳和氯离子来制造他们的养料,使用苯酚来帮助制造它们的细胞壁成分。”

研究人员生产了一种合成基因来作为制造兔子形状的2E1的指令。然后他们把它引入到绿萝, 以便植物中的每个细胞都能表达蛋白质。绿萝不会在温和的气候中开花,所以转基因植物不能通过花粉传播。

“整个过程花了两年多的时间,”首席研究员张龙博士,华盛顿大学土木和环境工程系的科学家说,“与其他可能只需要几个月的时间的实验室工厂相比, 这是一个很长的时间。但我们想在绿萝中这样做,因为它是一种顽强的室内植物, 在各种条件下都能很好地生长。”

华盛顿大学土木和环境工程系的研究科学家张龙博士将一棵绿萝放入玻璃管中, 以测试其分解苯或氯仿的能力。

研究人员随后测试了他们改良的植物,与正常绿萝相比能很好地去除空气中的污染物。他们把这两种类型的植物放在玻璃管中,然后在每个管中加入苯或氯仿气体。在11天的时间里,研究小组追踪了每种污染物在每个管中的浓度变化情况。对于未改性的植物来说,这两种气体的浓度都不会随着时间的推移而变化。然而,令人惊讶的是,对于改良植物来说,三天后氯仿的浓度下降了82%,到第六天几乎无法检测到。改性植物小瓶中苯的浓度也有所下降,但速度较慢:到第8天,苯浓度下降了约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远高于家庭中通常发现的污染物浓度。但研究小组预计,在同一时间段内,家庭污染物水平也会同样下降, 即使不是更快。

虽然结果很有希望,但有一点需要注意—家里的植物也需要在一个带有某种东西的围隔内, 以便能够像风扇一样通过它们的叶子吹动空气。

“如果你有一种植物生长在一个房间的角落,它将在那个房间里产生一些效果。”Dr.Strand说,“但如果没有气流,房间另一端的分子需要很长时间才能接触到植物。”

该团队目前正在努力通过添加一种蛋白质来提高植物的能力。这种蛋白质可以分解在家庭空气中发现的另一个危险分子:甲醛,它存在于一些木制品中,如层压地板和橱柜,以及烟草烟雾。

“这些都是稳定的化合物,所以真的很难摆脱。”Dr. Strand总结说,“如果没有蛋白质来分解这些分子,我们就必须使用高能过程来做到这一点。将这些蛋白质转入到室内植物中才更加简单、更加可持续。”

原文链接https://www.genengnews.com/news/gmo-houseplant-purifies-air-of-hazardous-compounds/

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来源:食品营养健康论坛

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