Растения с геном кролика очистят воздух эффективнее любого фильтра

Для работы учёные выбрали эпипремнум золотистый. После модификаций растение приобрело способность производить белок, расщепляющий токсины, которые содержатся в воздухе.

Фото Mark Stone/University of Washington.

В ходе экспериментов исследователи подтвердили, что ГМ-растения эффективно очищают воздух от опасных соединений всего за несколько дней.

Фото Mark Stone/University of Washington.

Многие люди используют для очистки воздуха в доме комнатные растения или специальные фильтрационные системы. Но такие решения – природные или же технические – справляются с загрязнениями не столь эффективно, как того бы хотелось многим специалистам (и некоторым любителям кристальной чистоты).

Так, чтобы очистить воздух всего в одной комнате средней площади, потребуется более 20 "питомцев в горшках". А воздушные фильтры не способны бороться с некоторыми видами загрязняющих веществ, поскольку многие соединения слишком малы. Это, к примеру, молекулы хлороформа, который присутствует в хлорированной воде, или бензола, который накапливается в воздухе, когда человек принимает душ, кипятит воду или ставит автомобиль в прилегающий к дому гараж. Подобные соединения токсичны, они могут вызывать ряд опасных заболеваний, в том числе онкологических.

Исследователи из Вашингтонского университета представили оригинальное решение этой проблемы. Они создали генетически модифицированное растение, которое будет эффективно очищать воздух в доме, в том числе избавляя его от хлороформа и бензола.

Для работы учёные выбрали лиственное вьющееся растение под названием эпипремнум золотистый (Epipremnum aureum). Его модифицировали таким образом, чтобы в растении работал ген, отвечающий за создание особого белка 2E1. Последний преобразует токсичные соединения в молекулы, которые растения используют для поддержания своего роста.

Специалисты поясняют, что белок, известный как цитохром P450 2E1 (для краткости 2E1) присутствует у всех млекопитающих, включая людей. В частности, в нашем организме этот белок отвечает за превращение бензола в соединение под названием фенол, а хлороформа – в углекислый газ и хлорид-ионы.

Однако белок 2E1 вырабатывается в нашей печени и производит "зачистку", когда мы, к примеру, употребляем продукты, содержащие спирты. Предотвратить токсичное воздействие частиц, попавших в человеческий организм из воздуха, он не способен.

Зато аналогичный механизм может запустить растение, нужно лишь научить его вырабатывать соответствующий белок, рассуждали исследователи.

"Мы решили, что эта реакция должна происходить вне организма, на растении. Это пример концепции "зелёной печени". Белок 2E1 также может быть полезным для [самих] растений. Они используют углекислый газ и хлорид-ионы в качестве питательных веществ, а фенол – для создания компонентов своих клеточных стенок", – сообщает в пресс-релизе ведущий автор работы Стюарт Стрэнд (Stuart Strand).

Его команда создала синтетическую версию гена, который отвечает за производство белка 2E1 в организме кроликов. Затем этот ген внедрили растениям, чтобы каждая клетка эпипремнума золотистого могла синтезировать нужный белок.

На следующем этапе исследователи провели испытания, чтобы проверить, насколько эффективно работает созданная ими "зелёная печень". Для сравнения использовали обычные растения того же вида.

В ходе экспериментов исследователи подтвердили, что ГМ-растения эффективно очищают воздух от опасных соединений всего за несколько дней.
В ходе экспериментов исследователи подтвердили, что ГМ-растения эффективно очищают воздух от опасных соединений всего за несколько дней.
Фото Mark Stone/University of Washington.

Эпипремнумы из экспериментальной и контрольной групп поместили в стеклянные сосуды, а затем в каждый из них добавляли бензол или хлороформ. В течение 11 дней учёные отслеживали, как изменяется концентрация этих соединений в сосудах.

В случае немодифицированного эпипремнума уровни как бензола, так и хлороформа не изменялись с течением времени. А вот ГМ-растения показали впечатляющий результат. Они снизили концентрацию хлороформа в своих сосудах на 82% уже через три дня с начала эксперимента, а к шестому дню следов токсичного соединения практически не наблюдалось. Уровни бензола снижались чуть медленнее: они упали примерно на 75% к восьмому дню испытаний.

Важно отметить, что исследователи использовали гораздо более высокие концентрации загрязнителей по сравнению с их средними уровнями в жилых домах. Команда полагает, что в обычных условиях воздух будет очищаться с такой же скоростью или ещё быстрее.

Правда, говоря о практическом применении таких "зелёных фильтров", специалисты подчёркивают, что для наилучшего эффекта воздух в комнате должен циркулировать. Для этих целей можно использовать обыкновенный вентилятор. Тогда растение, скажем, размещённое в углу комнаты, будет очищать воздух быстрее.

Более подробно о новом подходе к очистке воздуха в помещениях рассказывается в статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology.

В настоящее время команда работает над расширением "фильтрационного потенциала" растений. Исследователи хотят внести ещё одно изменение – возможность производить белок, который способен расщеплять другие опасные и часто встречающиеся в современных домах токсины, а именно, формальдегиды. Они присутствуют в древесине (причем не только в мебели, но и в ламинате, например), а также в табачном дыме.

Учёные поясняют, что подобные токсичные вещества представляют собой стабильные соединения, поэтому избавиться от них трудно. Вместо того чтобы создавать сложные и дорогостоящие фильтры, проще и эффективнее "скармливать" химикаты комнатным растениям, заключают авторы работы.

Тем временем другая команда учёных создаёт комнатные растения, способные ощущать появление в доме плесени или опасных веществ и сигнализировать об этом, изменяя цвет листвы.

Также авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о растении-киборге, которое само передвигается к источнику света.