Creata una pianta domestica biotecnologica che depura la casa da sostanze inquinanti

Pochi sembrano considerare che l'aria interna alle abitazioni non è sempre pulita. Le abitazioni urbane si trovano infatti in città spesso inquinate. Alcuni piani, più prossimi alla strada possono trovarsi più vicini alle fonti di inquinamento e inoltre gli edifici posti vicino alle vie più trafficate sono più interessati da tale problematica. Ma anche all'interno della casa, o degli uffici vi possono essere fonti di sostanze inquinanti, come ad esempio alcuni tipi di pavimentazioni, oppure alcuni tipi di stufe, per non parlare dei prodotti utilizzati per le pulizie domestiche, tra cui i solventi smacchiatori, spesso utilizzati con eccessiva disinvoltura e che possono rimanere nebulizzati nell'aria che respiriamo per lunghi periodi di tempo, come ad esempio avviene nel caso del cloroformio, presente nelle acque clorate, o del benzene che è contenuto nella benzina e che può giungere nell'aria dell'abitazione da una vicina autorimessa, o dal taglierba del giardino.

L'esposizione a cloroformio e benzene può causare il cancro, ma tali sostanze possono essere rimosse dall'aria tramite alcune piante ed in particolare utilizzando piante di Pothos edera (Epipremnum aureum) geneticamente modificate.

Una proteina, il citocromo P450 2E1 (anche denominata semplicemente 2E1), che può essere sintetizzata dal Pothos geneticamente modificato, trasforma le dette sostanze tossiche in elementi utili alla crescita della pianta. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista 'Tecnologie e Scienze Ambientali'.

Come riferisce Stuart Strand, autore anziano di questo studio: 'Non si parla mai di questi composti organici pericolosi nelle case e io penso che ciò è perché non possiamo far qualcosa riguardo essi. Ora abbiamo ingegnerizzato una pianta domestica, che rimuove questi composti per noi'.
Stuart Strand è docente e ricercatore al Dipartimento di Ingegneria Civile e ambientale dell'Università dello Stato di Washington.

Il citocromo P450 2E1 è una molecola presente nel fegato dei mammiferi, incluso l'uomo, che normalmente viene attivata per detossificare l'alcool ingerito. In tale forma non è però in grado di agire sulle molecole tossiche presenti nell'aria. Pertanto i ricercatori hanno realizzato sinteticamente un analogo del gene, che codifica gli enzimi catalizzanti le reazioni biochimiche necessarie per produrre il citocromo 2E1 di coniglio.

Riferiscono gli autori di questo studio che nel coniglio come nell'uomo la decomposizione chimica di cloroformio e di benzene, libera alcune sostanze, rispettivamente anidride carbonica + ioni cloro e fenolo, che sono utilizzate in processi biochimici metabolici della pianta, per produrre elementi normalmente assorbiti nei processi metabolici (CO2 e cloro), o per sviluppare la parete delle cellule (nel caso del fenolo).

Il gene artificiale di coniglio è stato poi introdotto in piante di Pothos edera, in modo tale che ciascuna cellula della pianta potesse sintetizzare la proteina del citocromo 2E1. In ogni caso non vi è rischio di sviluppare e diffondere polline transgenico nell'ambiente, poiché il Pothos edera non fiorisce nei climi temperati.

Come segnala Long Zhang principale autore di questa ricerca e Scienziato di Ricerca al Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell'Università di Washington: 'L'intero processo richiede più di due anni; ciò è un lungo periodo di tempo, in confronto ad altre piante da laboratorio, che potrebbero richiedere solo alcuni mesi. Ma noi abbiamo voluto fare ciò in Pothos edera, perché è una pianta domestica che cresce bene sotto ogni genere di condizioni'.

I ricercatori hanno valutato come le piante modificate potessero rimuovere gli inquinanti dall'aria, in confronto al normale Pothos, ponendo entrambi i tipi di piante in tubi di vetro e aggiungendo sia benzene che cloroformio in ciascun tubo. Per le piante non modificate la concentrazione di gas non è cambiata nel tempo, ma per quelle modificate essa scese rapidamente dell'82% dopo tre giorni ed era quasi non identificabile dopo sei. Anche la concentrazione di benzene diminuì nelle piante geneticamente-modificate, ma molto più lentamente, mentre dall'ottavo giorno risultò esser diminuita di circa il 75%.

Per identificare questi cambiamenti nel livello delle sostanze inquinanti, i ricercatori hanno utilizzato concentrazioni di tali sostanze molto più alte di quelle normalmente riscontrabili nelle abitazioni, ma essi si attendono che i livelli effettivamente presenti calino, in un pari periodo di tempo, in maniera simile o anche più rapidamente.

Ciò che hanno effettuato i ricercatori può essere classificato nell'ambito della phytoremediation, ovvero la fitodepurazione di un determinato ambiente attraverso l'utilizzo di piante che fissano determinati composti. Le uniche differenze che in questo caso si possono riscontrare sono l'utilizzo di una pianta transgenica e il fatto che la depurazione ha riguardato l'aria, anziché l'acqua, o il suolo, al contrario di quanto avviene più frequentemente nella phytoremediation.

E' quindi utile evidenziare che anche in altri esperimenti, volti a verificare l'efficacia depurativa di una determinata pianta, è stata utilizzata una concentrazione più elevata della sostanza inquinante; ma nel momento in cui tale concentrazione diveniva più bassa (o piuttosto si voleva ottenere un livello di depurazione davvero totale) è stato spesso riscontrato che l'efficacia fitodepurativa non era altrettanto rilevante, poiché qualsiasi pianta fatica maggiormente a prelevare un determinato composto da un ambiente, in cui esso sia presente in concentrazioni molto ridotte. In particolare nell'acqua è necessario invertire un potenziale osmotico, trasportando un dato composto da una zona a minor concentrazione a una con maggiore concentrazione (circostanza tutt'altro che agevole).

Difficoltà incontrate nella completa depurazione dell'aria si possono effettivamente rilevare quando i ricercatori hanno, in conclusione, segnalato che, affinché le piante riescano a prelevare dall'aria i composti inquinanti è necessario che esse sian collocate in un ambiente chiuso, al quale l'aria accede, in direzione delle foglie, attraverso un ventilatore, che quindi la insuffla in tale zona.

Tale problematica è segnalata dal dott. Strand con le seguenti parole: 'Se avete una pianta che sta crescendo nell'angolo di una stanza, essa avrà un qualche effetto in quella stanza. Ma senza un flusso d'aria sarà necessario molto tempo, affinché una molecola, posta a un'estremità della casa, raggiunga la pianta.'

Il team, come viene segnalato dalla fonte, sta attualmente lavorando per incrementare le capacità della pianta di depurare l'aria, aggiungendo una proteina che possa degradare un'ulteriore molecola pericolosa, che può essere rinvenuta nell'aria domestica: la formaldeide, che è presente in alcuni prodotti a base di legno, come i pavimenti laminati, gli armadi e il fumo di sigaretta.

Come riferisce Strand: 'Questi son tutti composti stabili pertanto è davvero dura liberarsi di loro. Senza proteine per degradare queste molecole, dovremmo usare processi ad alto consumo di energia per farlo. E' così più semplice e più sostenibile mettere queste proteine tutte insieme in una pianta d'appartamento'.

Questa ricerca è stata sovvenzionata dal Fondazione nazionale della Scienza degli Stati Uniti d'America, Amazon Catalyst (una collaborazione tra Amazon e la Università di Washington - Stato di Washington) e dall'Istituto Nazionale delle Scienze della Salute Ambientale.

Fonte/i: University of Washington (USA), 19 dicembre 2018

Autore dell'articolo: , 31 dicembre 2018

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