Pothos ivy yang dimodifikasi. (Kredit: Mark Stone / U. Washington)

Para peneliti telah memodifikasi tanaman hias secara umum — pothos ivy — untuk menghilangkan kloroform dan benzena dari udara di sekitarnya.

Kami ingin menjaga udara di rumah kami sebersih mungkin, dan terkadang kami menggunakan filter udara HEPA untuk menjaga alergen dan partikel debu yang mengganggu. Tetapi beberapa senyawa berbahaya terlalu kecil untuk disaring oleh filter ini.

Molekul kecil seperti kloroform, yang ada dalam jumlah kecil dalam air yang diklorinasi, atau benzena, yang merupakan komponen bensin, menumpuk di rumah kita ketika kita mandi atau merebus air, atau ketika kita menyimpan mobil atau mesin pemotong rumput di garasi yang terpasang. Baik paparan benzena dan kloroform telah dikaitkan dengan kanker.

Tanaman yang dimodifikasi mengekspresikan protein, yang disebut 2E1, yang mengubah senyawa ini menjadi molekul yang kemudian dapat digunakan tanaman untuk mendukung pertumbuhannya sendiri.

"Orang belum benar-benar berbicara tentang senyawa organik berbahaya ini di rumah, dan saya pikir itu karena kita tidak bisa berbuat apa-apa terhadap mereka," kata penulis senior Stuart Strand, yang merupakan profesor riset di departemen teknik sipil dan lingkungan di Universitas Washington. "Sekarang kita sudah merekayasa tanaman hias untuk menghilangkan polutan ini untuk kita."

'Hati hijau' di luar tubuh

Tim memutuskan untuk menggunakan protein yang disebut cytochrome P450 2E1, atau singkatnya 2E1, yang ada di semua mamalia, termasuk manusia. Dalam tubuh kita, 2E1 mengubah benzena menjadi bahan kimia yang disebut fenol dan kloroform menjadi ion karbon dioksida dan klorida. Tetapi 2E1 terletak di hati kita dan dihidupkan ketika kita minum alkohol. Jadi tidak tersedia untuk membantu kami memproses polutan di udara kami.

"Kami memutuskan bahwa reaksi ini harus terjadi di luar tubuh pada tanaman, contoh konsep 'hati hijau'," kata Strand. “Dan 2E1 juga dapat bermanfaat bagi pabrik. Tumbuhan menggunakan ion karbon dioksida dan klorida untuk membuat makanan mereka, dan mereka menggunakan fenol untuk membantu membuat komponen dinding sel mereka. "

Para peneliti membuat versi sintetis dari gen yang berfungsi sebagai instruksi untuk membuat kelinci bentuk 2E1. Kemudian mereka memasukkannya ke dalam pothos ivy sehingga setiap sel dalam tanaman mengekspresikan protein. Pothos ivy tidak berbunga di daerah beriklim sedang sehingga tanaman yang dimodifikasi secara genetik tidak akan dapat menyebar melalui serbuk sari.

"Keseluruhan proses ini memakan waktu lebih dari dua tahun," kata pemimpin penulis Long Zhang, seorang ilmuwan penelitian di departemen teknik sipil dan lingkungan. “Itu waktu yang lama, dibandingkan dengan pabrik lab lainnya, yang mungkin hanya memakan waktu beberapa bulan. Tapi kami ingin melakukan ini di pothos karena itu adalah tanaman rumah yang kuat yang tumbuh dengan baik dalam segala kondisi. ”

Uji coba

Para peneliti kemudian menguji seberapa baik tanaman yang dimodifikasi dapat menghilangkan polutan dari udara dibandingkan dengan pothos ivy normal. Mereka menempatkan kedua jenis tanaman dalam tabung gelas dan kemudian menambahkan gas benzena atau kloroform ke dalam setiap tabung. Selama 11 hari, tim melacak bagaimana konsentrasi setiap polutan berubah di setiap tabung.

Untuk pabrik yang tidak dimodifikasi, konsentrasi kedua gas tidak berubah seiring waktu. Tetapi untuk tanaman yang dimodifikasi, konsentrasi kloroform turun 82 persen setelah tiga hari, dan hampir tidak terdeteksi pada hari ke enam. Konsentrasi benzena juga menurun dalam botol pabrik yang dimodifikasi, tetapi lebih lambat: Pada hari ke delapan, konsentrasi benzena telah turun sekitar 75 persen.

Untuk mendeteksi perubahan kadar polutan ini, para peneliti menggunakan konsentrasi polutan yang jauh lebih tinggi daripada yang biasanya ditemukan di rumah. Tetapi tim berharap bahwa tingkat rumah akan turun sama, jika tidak lebih cepat, dalam jangka waktu yang sama.

Tanaman di rumah juga perlu berada di dalam kandang dengan sesuatu untuk menggerakkan udara melewati daun mereka, seperti kipas, kata Strand.

"Jika Anda memiliki tanaman yang tumbuh di sudut ruangan, itu akan memiliki efek di ruangan itu," katanya. "Tapi tanpa aliran udara, akan membutuhkan waktu lama untuk molekul di ujung lain rumah untuk mencapai tanaman."

Tim saat ini bekerja untuk meningkatkan kemampuan pabrik dengan menambahkan protein yang dapat memecah molekul berbahaya lain yang ditemukan di udara rumah: formaldehyde, yang ada di beberapa produk kayu, seperti lantai dan lemari laminasi, dan asap tembakau.

Long Zhang menempatkan tanaman pothos ivy ke dalam tabung gelas untuk menguji kemampuannya memecah benzena atau kloroform. (Kredit: Mark Stone / U. Washington)

"Ini semua adalah senyawa stabil, jadi sangat sulit untuk menghilangkannya," kata Strand. “Tanpa protein untuk memecah molekul-molekul ini, kita harus menggunakan proses berenergi tinggi untuk melakukannya. Jauh lebih sederhana dan lebih berkelanjutan untuk menggabungkan semua protein ini dalam satu tanaman hias. ”

National Science Foundation, Amazon Catalyst di UW, dan Institut Nasional Ilmu Kesehatan Lingkungan mendanai penelitian ini.

Penelitian ini muncul di Sains & Teknologi Lingkungan.

Sumber: Universitas Washington

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon