綠蘿＋基因修飾＝去除空氣中致癌物質的強手！

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圖片來源：《Environmental Science & Technology》

我們都希望讓室內的空氣儘可能保持清潔。當遇到污染時我們就會使用HEPA（高效空氣過濾器）來凈化空氣中有害的過敏源和灰塵顆粒。

但是一些有害的化合物由於太過微小以至於無法被HEPA「捕獲」。比如，像氯仿（存在於氯化水中，含量很少）或作為汽油成分的苯。當我們在家裡洗澡或者燒水時就會出現氯仿，或者當我們停車時就會接觸到苯。苯和氯仿都與癌症有關。

近日，美國華盛頓大學的研究人員們對一種常見的室內植物——綠蘿（Epipremnum aureum）進行了基因修改，以使它們可以去除周圍空氣中的氯仿和苯。經修飾的植物表達一種叫做2E1的蛋白質，這種蛋白將這些化合物轉化成分子用來支持自身的生長。該研究成果近日已發表在《Environmental Science & Technology》上。

該研究通訊作者、華盛頓大學土木和環境工程系的Stuart Strand教授說：「人們一直沒有嚴肅對待室內的這些有害的有機化合物，我認為這可能是因為我們對它們無能為力。現在，我們進行基因改造的這種室內植物能夠將這些污染物從我們的身邊清理掉了。」

在該研究中，研究團隊使用一種名為細胞色素P450 2E1（簡稱2E1）的蛋白質，它存在於所有哺乳動物中，也包括人類。在我們的體內，2E1將苯轉化為苯酚和氯仿成為二氧化碳和氯離子。但是2E1位於我們的肝臟中，當我們飲酒的時候它會被激活。因此我們並不能利用它來幫助我們處理空氣中的污染物。

Strand說：「我們決定讓這一反應發生在植物體內，也就是所謂的『綠色肝臟』的概念。而且2E1對植物也是有益的。植物利用二氧化碳和氯離子製造自己所需的食物，並利用苯酚幫助形成細胞壁的成分。」

研究人員利用能夠引導兔子形成2E1的合成基因，然後將該基因引入綠蘿，以便植物中的每個細胞都能表達這種蛋白質。綠蘿在室溫下不會開花，因此這些轉基因植物將無法通過花粉傳播。

圖片來源：《Environmental Science & Technology》

研究第一作者、華盛頓大學土木和環境工程系的科學家Long Zhang說：「整個過程花費了2年多的時間。相比於其他只需要幾個月的實驗室植物，這個時間很長。但是我們想用綠蘿做這項研究，因為它是一種強壯的室內植物，在各種條件下都能長得很好。」

然後，研究人員們對比了這種轉基因綠蘿與普通綠蘿清除空氣中污染物的有效性。他們將這兩種植物放置於玻璃管中，然後在每根管中加入苯或氯仿氣體。11天後，研究人員測試了每支試管中每種污染物濃度的變化情況。

圖片來源： Mark Stone/University of Washington

對於普通綠蘿來說，試管中有害物質的濃度並沒有隨著時間而變化。但對於轉基因綠蘿來說，三天之後氯仿濃度下降了82%，在六天之後幾乎檢測不到。苯的濃度也下降了，但是下降得較慢，在第八天的時候，苯的濃度降低了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高於家庭中常見的濃度。他們預計室內的污染程度也能得到類似水平的下降，即使不能很快。

Strand說，室內植物需要被圍起來，並利用某些東西使空氣流過它們的葉子，比如電風扇。

他說：「如果你將該植物放置於室內的一個角落，它也會對室內空氣凈化產生作用。但是如果沒有空氣流動，那麼房間另一端的分子需要花很長的時間才能到達植物。」

研究團隊目前正致力於通過添加一種蛋白質來增加植物的能力。這種蛋白質可以分解在室內空氣中發現的另一種有害分子——甲醛。眾所周知，甲醛存在於木製品中，比如傢具和複合地板，以及煙草煙霧中。

Strand說：「這些都是穩定的化合物，所以很難清除它們。如果沒有能夠分解這些分子的蛋白質，我們必須利用高耗能的方式來清理它們。將這些蛋白質植入到室內植物中要簡單得多，而且效果更持久。」

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