Esta planta succiona productos químicos ligados al cáncer del aire

Esta planta succiona productos químicos ligados al cáncer del aireLa hiedra potosa modificada. (Crédito: Mark Stone / U. Washington)

Los investigadores han modificado genéticamente una planta de interior común, la hiedra pothos, para eliminar el cloroformo y el benceno del aire que lo rodea.

Nos gusta mantener el aire en nuestras casas lo más limpio posible, y algunas veces usamos filtros de aire HEPA para mantener alejados a los alérgenos y partículas de polvo. Pero algunos compuestos peligrosos son demasiado pequeños para que estos filtros puedan atraparlos.

Las moléculas pequeñas como el cloroformo, que está presente en pequeñas cantidades en el agua clorada o el benceno, que es un componente de la gasolina, se acumulan en nuestras casas cuando nos duchamos o hervimos, o cuando almacenamos automóviles o cortadoras de césped en garajes adjuntos. Tanto la exposición al benceno como al cloroformo se han relacionado con el cáncer.

Las plantas modificadas expresan una proteína, llamada 2E1, que transforma estos compuestos en moléculas que las plantas pueden usar para apoyar su propio crecimiento.

"La gente realmente no ha estado hablando de estos compuestos orgánicos peligrosos en los hogares, y creo que eso se debe a que no pudimos hacer nada al respecto", dice el autor principal Stuart Strand, quien es profesor de investigación en el departamento de ingeniería civil y ambiental en la universidad de washington "Ahora hemos diseñado plantas de interior para eliminar estos contaminantes por nosotros".

Un 'hígado verde' fuera del cuerpo.

El equipo decidió usar una proteína llamada citocromo P450 2E1, o 2E1, para abreviar, que está presente en todos los mamíferos, incluidos los humanos. En nuestros cuerpos, 2E1 convierte el benceno en un químico llamado fenol y cloroformo en dióxido de carbono y iones de cloruro. Pero 2E1 se encuentra en nuestros hígados y se enciende cuando bebemos alcohol. Por lo tanto, no está disponible para ayudarnos a procesar los contaminantes en nuestro aire.

"Decidimos que deberíamos tener esta reacción fuera del cuerpo en una planta, un ejemplo del concepto 'hígado verde'", dice Strand. “Y 2E1 también puede ser beneficioso para la planta. "Las plantas usan el dióxido de carbono y los iones de cloruro para hacer sus alimentos, y usan fenol para ayudar a hacer los componentes de sus paredes celulares".


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Los investigadores crearon una versión sintética del gen que sirve como instrucciones para hacer la forma de conejo de 2E1. Luego lo introdujeron en la hiedra pota para que cada célula de la planta expresara la proteína. La hiedra Pothos no florece en climas templados, por lo que las plantas modificadas genéticamente no podrán propagarse a través del polen.

"Todo este proceso tomó más de dos años", dice el autor principal Long Zhang, un científico investigador en el departamento de ingeniería civil y ambiental. “Eso es mucho tiempo, en comparación con otras plantas de laboratorio, lo que podría llevar solo unos meses. Pero queríamos hacer esto en pothos porque es una planta de interior robusta que crece bien en todo tipo de condiciones ".

Prueba de ejecución

Luego, los investigadores probaron qué tan bien sus plantas modificadas podrían eliminar los contaminantes del aire en comparación con la hiedra pota normal. Pusieron ambos tipos de plantas en tubos de vidrio y luego agregaron benceno o gas cloroformo en cada tubo. Durante los días 11, el equipo realizó un seguimiento de cómo cambió la concentración de cada contaminante en cada tubo.

Para las plantas no modificadas, la concentración de cualquiera de los dos gases no cambió con el tiempo. Pero para las plantas modificadas, la concentración de cloroformo se redujo en 82 por ciento después de tres días, y fue casi indetectable al sexto día. La concentración de benceno también disminuyó en los viales de la planta modificada, pero más lentamente: en el día ocho, la concentración de benceno había disminuido en aproximadamente 75 por ciento.

Para detectar estos cambios en los niveles de contaminantes, los investigadores utilizaron concentraciones de contaminantes mucho más altas que las que normalmente se encuentran en los hogares. Pero el equipo espera que los niveles de la casa bajen de manera similar, si no más rápido, en el mismo período de tiempo.

Las plantas en el hogar también tendrían que estar dentro de un recinto con algo para mover el aire más allá de sus hojas, como un abanico, dice Strand.

"Si tienes una planta que crece en la esquina de una habitación, tendrá algún efecto en esa habitación", dice. "Pero sin el flujo de aire, tomará mucho tiempo para que una molécula en el otro extremo de la casa alcance la planta".

El equipo está trabajando actualmente para aumentar las capacidades de las plantas al agregar una proteína que puede descomponer otra molécula peligrosa que se encuentra en el aire del hogar: el formaldehído, que está presente en algunos productos de madera, como pisos laminados y gabinetes, y humo de tabaco.

Esta planta succiona productos químicos ligados al cáncer del aireLong Zhang coloca una planta de hiedra pothos en un tubo de vidrio para probar su capacidad para descomponer el benceno o el cloroformo. (Crédito: Mark Stone / U. Washington)

"Todos estos son compuestos estables, por lo que es muy difícil deshacerse de ellos", dice Strand. “Sin las proteínas para descomponer estas moléculas, tendríamos que usar procesos de alta energía para hacerlo. Es mucho más simple y sostenible juntar todas estas proteínas en una planta de interior ".

La Fundación Nacional de Ciencias, Amazon Catalyst en la Universidad de Washington y el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental financiaron la investigación.

La investigación aparece en Ciencia y Tecnología del Medio Ambiente.

Fuente: Universidad de Washington

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