據(jù)基因工程與生物技術新聞(Genetic Engineering & Biotechnology News,GEN)最新研究報道,華盛頓大學(University of Washington,UW)的研究人員對一種常見的室內植物—綠蘿(pothos ivy)進行了基因改造,這種轉基因綠蘿能夠極大去除周圍空氣中的氯仿和苯。
一種新的轉基因室內植物可以被譽為環(huán)境科學的一個激動人心的突破,也可以被認為是生物上的棄兒,這取決于人們站在所知不多的爭論的哪一邊。然而,不管你在這次辯論中的立場如何,我們大多數(shù)人都喜歡盡可能地保持家里的空氣清潔,我們經(jīng)常會不遺余力地防止過敏原、灰塵顆粒,甚至化學物質。然而,一些危險的化合物太小以致于不能被這些過濾器捕捉。
現(xiàn)在,華盛頓大學的研究人員對一種常見的室內植物—綠蘿或者稱為黃金葛(devil's ivy)進行了基因改造,以去除周圍空氣中的氯仿和苯。改良后的植物表達了一種哺乳動物的蛋白質,稱為2E1,它將這些化合物轉化為分子,然后植物可以用來維持自己的生長。

華盛頓大學的研究人員對一種常見的家庭植物—綠蘿--進行了基因改造, 以去除周圍空氣中的氯仿和苯。
一些小分子物質,例如少量存在于氯化水中的氯仿,或者作為汽油成分的苯,當我們洗澡或燒水時,或者當我們把汽車或割草機存放在附屬車庫時,它們就會在我們的家里積聚起來。這些化合物太小,連高效空氣過濾器也無法捕捉到,在每一種化合物下暴露都與癌癥相關聯(lián)。
這項新的研究結果最近發(fā)表在《環(huán)境科學與技術》雜志上,題目為"轉基因家庭植物—綠蘿(黃金葛),通過表達哺乳動物細胞色素P450的2E1基因極大地增強了揮發(fā)性有機致癌物的去除作用。
“人們并沒有真正談到家庭中的這些有害有機化合物,我認為這是因為我們對于它們無能為力,”華盛頓大學土木和環(huán)境工程系教授、高級研究員Stuart Strand博士指出,“現(xiàn)在我們已經(jīng)設計了室內植物來為我們去除這些污染物?!?/p>
華盛頓大學團隊將工作重點放在一種名為細胞色素P450 2E1(簡稱2E1)的蛋白質上,這種蛋白質存在于包括人類在內的所有哺乳動物中。在我們的身體里, 2E1把苯變成一種叫做苯酚的化學物質,把氯仿變成二氧化碳和氯離子。但2E1 位于我們的肝臟中,當我們飲酒時被啟動。所以,它不能幫助我們處理空氣中的污染物。
“我們認定,這種反應應該發(fā)生在植物的身體之外,即‘綠色肝臟’概念的一個例子,”Dr. Strand解釋說,“2E1對植物也有好處。植物使用二氧化碳和氯離子來制造他們的養(yǎng)料,使用苯酚來幫助制造它們的細胞壁成分?!?/p>
研究人員生產(chǎn)了一種合成基因來作為制造兔子形狀的2E1的指令。然后他們把它引入到綠蘿, 以便植物中的每個細胞都能表達蛋白質。綠蘿不會在溫和的氣候中開花,所以轉基因植物不能通過花粉傳播。
“整個過程花了兩年多的時間,”首席研究員張龍博士,華盛頓大學土木和環(huán)境工程系的科學家說,“與其他可能只需要幾個月的時間的實驗室工廠相比, 這是一個很長的時間。但我們想在綠蘿中這樣做,因為它是一種頑強的室內植物, 在各種條件下都能很好地生長?!?/p>

華盛頓大學土木和環(huán)境工程系的研究科學家張龍博士將一棵綠蘿放入玻璃管中, 以測試其分解苯或氯仿的能力。
研究人員隨后測試了他們改良的植物,與正常綠蘿相比能很好地去除空氣中的污染物。他們把這兩種類型的植物放在玻璃管中,然后在每個管中加入苯或氯仿氣體。在11天的時間里,研究小組追蹤了每種污染物在每個管中的濃度變化情況。對于未改性的植物來說,這兩種氣體的濃度都不會隨著時間的推移而變化。然而,令人驚訝的是,對于改良植物來說,三天后氯仿的濃度下降了82%,到第六天幾乎無法檢測到。改性植物小瓶中苯的濃度也有所下降,但速度較慢:到第8天,苯濃度下降了約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遠高于家庭中通常發(fā)現(xiàn)的污染物濃度。但研究小組預計,在同一時間段內,家庭污染物水平也會同樣下降, 即使不是更快。
雖然結果很有希望,但有一點需要注意—家里的植物也需要在一個帶有某種東西的圍隔內, 以便能夠像風扇一樣通過它們的葉子吹動空氣。
“如果你有一種植物生長在一個房間的角落,它將在那個房間里產(chǎn)生一些效果。”Dr.Strand說,“但如果沒有氣流,房間另一端的分子需要很長時間才能接觸到植物。”
該團隊目前正在努力通過添加一種蛋白質來提高植物的能力。這種蛋白質可以分解在家庭空氣中發(fā)現(xiàn)的另一個危險分子:甲醛,它存在于一些木制品中,如層壓地板和櫥柜,以及煙草煙霧。
“這些都是穩(wěn)定的化合物,所以真的很難擺脫?!盌r. Strand總結說,“如果沒有蛋白質來分解這些分子,我們就必須使用高能過程來做到這一點。將這些蛋白質轉入到室內植物中才更加簡單、更加可持續(xù)。”
來源:【公眾號】基因農(nóng)業(yè)網(wǎng)