Модифицированное комнатное растение поможет очистить воздух вашего дома

Нам нравится, чтобы воздух в нашем доме был как можно более чистым, и иногда мы используем воздушные фильтры HEPA, чтобы не допускать вредных аллергенов и частиц пыли.

Опасные соединения в нашем доме

Некоторые опасные соединения слишком малы, чтобы попасть в фильтры. Маленькие молекулы, такие как хлороформ, который присутствует в небольших количествах в хлорированной воде, или бензол, который является компонентом бензина, накапливаются в нашем доме, когда мы принимаем душ или кипятим воду, или когда мы храним автомобили или газонокосилки в прикрепленных гаражах. Воздействие как бензола, так и хлороформа связано с риском развития рака.

Материалы и методы исследования

Исследователи из Вашингтонского университета (University of Washington)  генетически модифицировали обычное комнатное растение — чертов плющ, или Эпипремнум золотистый — для удаления хлороформа и бензола из воздуха вокруг него. Модифицированные растения экспрессируют белок, называемый 2E1, который превращает эти соединения в молекулы, которые растения затем могут использовать для поддержания своего собственного роста. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Environmental Science & Technology.

«Люди на самом деле не говорили об этих опасных органических соединениях в домах, и я думаю, что это потому, что мы ничего не могли с ними поделать», — сказал автор исследования Стюарт Странд (Stuart Strand). «Теперь мы разработали комнатные растения, чтобы удалить эти загрязнители».

Ученые решили использовать белок под названием цитохром P450 2E1 или 2E1, который присутствует у всех млекопитающих, включая людей. В нашем организме 2E1 превращает бензол в химическое вещество под названием фенол, и хлороформ — в углекислый газ и хлорид-ионы. Но 2E1 находится в нашей печени и включается только тогда, когда мы пьем алкоголь. Поэтому наш организм не может отфильтровать загрязнители в нашем воздухе.

«Мы решили, что эта реакция должна происходить вне организма на растении, что является примером концепции «зеленой печени», — сказал Стрэнд. «И 2E1 также может быть полезен для растения. Растения используют углекислый газ и хлорид-ионы для питания, а фенол — для создания компонентов их клеточных стенок».

Исследователи сделали синтетическую версию гена, которая служит инструкцией для изготовления кроличьей формы 2E1. Затем они внедрили его в плющ, чтобы каждая клетка растения экспрессировала белок. Плющ не цветет в умеренном климате, поэтому генетически модифицированные растения не смогут распространяться через пыльцу.

«Весь этот процесс занял более двух лет», — сказал соавтор исследования Лонг Чжан (Long Zhang). «Это заняло длительное время по сравнению с другими лабораторными растениями, на которые уходит всего несколько месяцев. Но мы хотели сделать это в горшке, так как это комнатное растение, которое хорошо растет при любых условиях».

Затем исследователи проверили, насколько хорошо их модифицированные растения могут удалять загрязняющие вещества из воздуха по сравнению с обычным плющом. Они поместили оба типа растений в стеклянные пробирки, а затем добавили бензол или хлороформный газ в каждую пробирку. В течение 11 дней ученые отслеживали, как концентрация каждого загрязняющего вещества изменялась в каждой пробирке.

Результаты научной работы

В случае немодифицированных растений концентрация любого газа не изменялась с течением времени, в то время как при модифицированных растениях концентрация хлороформа снизилась на 82% через 3 дня, и к 6 дню ее практически не было обнаружено. Концентрация бензола также уменьшалась в модифицированных растительных пузырьках, но медленнее: к восьмому дню концентрация бензола упала примерно на 75%. Чтобы обнаружить эти изменения в уровнях загрязнителей, исследователи использовали гораздо более высокие концентрации загрязнителей, чем это обычно бывает в домах. Но ученые надеются, что дома уровень  концентрации загрязнителей упадет аналогичным образом, если не быстрее, за тот же период времени. По словам Стрэнда, домашние растения также должны быть внутри ограждения, чтобы что-то могло пропустить воздух через их листья, как вентилятор. В настоящее время ученые работают над расширением возможностей растений, добавляя белок, который может расщеплять другую опасную молекулу, присутствующую в домашнем воздухе: формальдегид, который присутствует в некоторых древесных продуктах, таких как ламинат и шкафы, а также табачный дым.

«Это все стабильные соединения, поэтому от них действительно трудно избавиться», — сказал Стрэнд. «Без белков, чтобы разрушить эти молекулы, нам пришлось бы использовать высокоэнергетические процессы, чтобы сделать это. Намного проще и устойчивее собрать все эти белки вместе в комнатном растении».

Авторы другого исследования утверждают, что раскрыты полезные свойства шпината в борьбе с атеросклерозом.