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Desarrollan planta transgénica que desintoxica el aire de compuestos peligrosos

Investigadores de la Universidad de Washington modificaron genéticamente una planta de interior de uso común para eliminar el cloroformo y el benceno del aire que la rodea. Imagen:Universidad de Washington

Investigadores de la Universidad de Washington modificaron genéticamente una planta de interior de uso común para eliminar compuestos orgánicos peligrosos en el hogar. La planta modificada logró reducir el cloroformo en un 82% después de tres días (llegando a nivel casi indetectable al sexto día) y en un 75% el benceno después de ocho días. El equipo ya trabaja en una nueva modificación para que la plante elimine el formaldehído.

La concentración de benceno también disminuyó en los frascos con plantas modificadas, pero más lentamente: en el día ocho, la concentración de benceno había disminuido en aproximadamente un 75%.

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

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Ahora, los investigadores de la Universidad de Washington (UW) han modificado genéticamente una planta de hiedra “pothos” para eliminar cloroformo y benceno del aire que la rodea. Las plantas modificadas expresan una proteína, llamada 2E1, que transforma estos compuestos en moléculas que las plantas pueden usar para apoyar su propio crecimiento. El equipo publicó sus hallazgos el miércoles 19 de diciembre en Environmental Science & Technology.

“La gente no ha estado hablando realmente sobre estos compuestos orgánicos peligrosos en los hogares, y creo que eso se debe a que no hemos podido hacer nada respecto a ellos”, dijo el autor principal Stuart Strand, quien es profesor de investigación en el departamento de ingeniería civil y ambiental de la UW. “Ahora hemos diseñado plantas de interior para eliminar estos contaminantes para nosotros”.

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, el 2E1 convierte el benceno en un químico llamado fenol, y el cloroformo en dióxido de carbono y iones de cloruro. Pero el 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.

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“Decidimos que deberíamos tener esta reacción fuera del cuerpo en una planta, un ejemplo del concepto ‘hígado verde'”, dijo Strand. “Y 2E1 también puede ser beneficioso para la planta, las plantas usan dióxido de carbono y cloruro para generar sus alimentos, y emplean fenol para ayudar a fabricar componentes de sus paredes celulares”.

Los científicos hicieron una versión sintética del gen que sirve como instrucciones para producir la proteína 2E1 del conejo. Luego lo introdujeron en la hiedra 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”, dijo el autor principal Long Zhang, quien es científico investigador en el departamento de ingeniería civil y ambiental. “Eso es mucho tiempo, en comparación con otras plantas de laboratorio, que pueden tardar unos meses, pero queríamos hacer esto en pothos porque es una planta de interior robusta que crece bien en todo tipo de condiciones”.

El equipo detrás de las plantas de interior modificadas. De izquierda a derecha: Ryan Routsong, Long Zhang, Stuart Strand. Crédito: Mark Stone/Universidad de Washington

Luego, los investigadores probaron qué tan bien sus plantas modificadas podrían eliminar los contaminantes del aire en comparación con la hiedra normal. Pusieron ambos tipos de plantas en tubos de vidrio y luego agregaron benceno o gas cloroformo en cada tubo. Durante 11 días, 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 un 82% después de tres días, y era casi indetectable al sexto día. La concentración de benceno también disminuyó en los frascos con plantas modificadas, pero más lentamente: en el día ocho, la concentración de benceno había disminuido en aproximadamente un 75%.

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.

Long Zhang colocó una planta de hiedra pothos en un tubo de vidrio para probar su capacidad para descomponer el benceno o el cloroformo. Mark Stone/Universidad de Washington

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

“Si tuvieras una planta en crecimiento en la esquina de una habitación, tendría algún efecto en esa habitación”, dijo. “Pero sin el flujo de aire, una molécula en el otro extremo de la casa tardará mucho tiempo en llegar a la planta”.

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El equipo está trabajando actualmente para aumentar la capacidad de las plantas agregando 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, armarios y cajones, y humo de tabaco.

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

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