Danak napretku i industrijalizaciji plaća se pored ostalog i zagađenjem zraka i okoliša. U težnji za čistijim zrakom sa što manje kemijskog zagađenja i toksičnih / kancerogenih spojeva, industrijska i kemijska postrojenja koriste složene sustave pročišćavanja, a u svojim domovima i sâmi nerijetko posežemo za kućnim pročistačima zraka.

_{(Disclaimer: u tekstu se spominju kloriranje, kloroplast, klorofil, klorid i kloroform - redom slični, ali nipošto i jednakoznačni nazivi. Autor ne odgovara za nesporazume nastale miješanjem tih pojmova, jer postoji mogućnost da ih je i sâm pomiješao tijekom pisanja. Hvala)}

Molekule nekih dokazano opasnih spojeva su premalene da bi ih kućni pa i industrijski sustavi pročišćavanja uspješno „ulovili“. Spojevi poput kloroforma (CHCl₃) koji se u malim količinama nalazi u kloriranoj vodi ili benzena (najjednostavnijeg aromatskog ugljikovodika, C₆H₆), jedne od kemikalija u sastavu automobilskog goriva, nakupljaju se u našim domovima kada se tuširamo ili kuhamo vodu koja je klorirana ili kada držimo automobile ili motorne kosilice u garažama uz kuću. A izlaganje benzenu i kloroformu je u mnogim kliničkim studijama povezano s karcinogenezom, nastankom malignih bolesti.

Citokrom iz jetre alkoholičara

S druge strane, biljni svijet - onaj koji živi od fotosinteze, tj. konverzije svjetlosne energije u kemijsku putem sinteze ugljikohidratnih spojeva iz vode i CO₂ uz pomoć svjetlosti unutar svojih organela zvanih kloroplast, a s vrlo korisnim spojem (kisikom) kao nusproduktom - sposoban je pročistiti zrak od ugljičnog dioksida i zauzvrat životinjskom svijetu podariti kisik za disanje.

Pitanje koje se nameće samo od sebe: „Ne bi li bilo zgodno kada bi biljke bile sposobne nekim drugim oblikom fotosinteze, osim ugljičnog dioksida razgrađivati kloroform i benzen na neopasne sastojke?“ - postavili su istraživači sa Sveučilišta u Washingtonu. U pokušaju pronalaženja odgovora naišli su na prepreku: spoj koji može razgrađivati kloroform i benzen zaista postoji, po sastavu je protein nazvan P450-2e1 i pripada skupini citokroma, istih onih spojeva koji se nalaze u kloroplastu biljaka i sudjeluju u fotosintezi. Ali (uvijek taj prokleti „ali“!), iako biljke imaju neke od citokroma, citokrom P450-2e1 baš i - nemaju.

Citokrom P450-2e1 (zovimo ga nadimkom, 2e1) zauzvrat imaju svi sisavci, dakle i čovjek. U jetri, glavnom detoksikacijskom organu, 2e1 pretvara benzen u fenol, a kloroform razgrađuje na CO₂ i klorid. Ali (evo ga, opet taj „ali“!), aktivira se tek ako pijemo alkohol, tako da nam nije na raspolaganju kao pomoć u eliminaciji zagađivača u našem zraku.

Teorijski, mogli bismo u kuću staviti nekoliko desetaka životinjskih jetara da vise sa stropova, pa ih zalijevati alkoholom kako bi se u njima aktivirao citokrom 2e1 - i opet ne bismo dobili rješenje, jer jetra ne upija okolni zrak iz kojega bi trebala „pohvatati“ kloroform i benzen. A i nije sklona dugo živjeti ako ju se drži obješenu izvan tijela i napaja alkoholom.

Zlatni puzavac kao pokusni kunić

No, znanstvenici su zbrojili dva i dva: sve što treba jest napraviti biljku koja će u sebi imati aktivan citokrom-protein 2e1 i koja će moći pročišćavati zrak od kloroforma i benzena. I još, ako je moguće, da ta biljka bude neka koju je lako držati u kući. Pa povrh svega da bude i estetski ugodna, ukrasna biljka. I tako su odabrali zlatni puzavac, Epipremnum aureum, kao pokusnog kunića za pokušaj da u biljku ugrade gen za citokrom 2e1, kako bi ta biljka postala svojevrsna „zelena jetra“ izvan ljudskog tijela, sposobna za kemijsku razgradnju kakva se inače prirodno događa samo u životinjskoj jetri.

Zlatni puzavac, popularnu i često viđenu kućnu biljku su stoga genetski modificirali: koristeći DNK kunića, napravili su sintetičku verziju gena koji kod sisavaca sintetizira stvaranje citokroma 2e1. Zatim su taj sintetički gen GM-tehnologijom ugradili u biljnu DNK puzavca, te sada svaka stanica biljke stvara citokrom 2e1. U kućnim klimatskim uvjetima GM-puzavac ne cvjeta, pa se genetski modificirane biljke neće širiti peludom u slobodnu prirodu.

Citokrom 2e1 se u modificiranom puzavcu ponaša poput normalnih biljnih fotosintetskih citokroma koji razgrađuju CO₂, ali 2Ee1 ne razgrađuje ugljični dioksid nego kloroform i benzen, pretvarajući ih u molekule koje biljka potom koristi za vlastiti rast: ugljični dioksid i klorid kao hranu, a fenol za izgradnju staničnog zida.

Mjerenje koncentracije plinova

Nakon genetskog modificiranja biljne DNK, istraživači su testirali koliko uspješno GM-puzavac može ukloniti onečišćujuće tvari iz zraka u usporedbi s običnim, nemodificiranim zlatnim puzavcem. Oba su zatvorili u staklene epruvete u koje su dodali benzen i kloroform u obliku plinova, onako kako se nalaze i u kućnom zraku. Tijekom dva tjedna je mjereno kako se mijenja koncentracija polutanata u svakoj epruveti.

Kod običnog nemodificiranog puzavca koncentracija benzena i kloroforma se tijekom dva tjedna nije promijenila, ostala je jednako visoka. Ali u epruvetama u kojima su bile modificirane biljke koncentracija kloroforma je nakon tri dana pala za 82% (dakle na 18% od početne koncentracije), a nakon šestoga dana je pala ispod mjerljivih vrijednosti. Koncentracija benzena također je smanjena u bočicama s modificiranim biljem, ali malo sporije: do osmoga dana koncentracija benzena je pala na 25% od početne.

Pri mjerenju razina onečišćujućih tvari istraživači su koristili znatno veće koncentracije kloroforma i benzena nego što se uobičajeno mogu naći u zraku ljudskih staništa. Za očekivati je da će ta uobičajena razina padati sličnim tempom (pa i brže) tijekom istog vremenskog raspona kao u eksperimentu.

Napad na formaldehid

Istraživački tim trenutno radi na povećanju „pročistačke“ sposobnosti biljaka dodavanjem proteina koji može razgraditi još jednu opasnu molekulu koja se nalazi u kućnom zraku: formaldehid, koji je prisutan u industrijskim proizvodima od iverice, kao što su laminatni podovi i montažni namještaj, kao i u duhanskom dimu.

Stuart Strand, voditelj istraživanja koje je provedeno na Odjelu za inženjering okoliša na washingtonskom sveučilištu je objavljivanje rezultata u prosincu 2018. popratio kratkim komentarom: "Benzen, kloroform i formaldehid su male molekule koje je nemoguće uloviti filtriranjem zraka, a u kemijskom smislu su prilično stabilni spojevi, pa ih se ne može lako eliminirati ni korištenjem kemijske razgradnje. Bez citokromskih proteina koji razgrađuju te spojeve, morali bismo koristiti visokoenergetske procese koji su u kemijsko-tehnološkom smislu komplicirani i ekonomski neodrživi. Utoliko je jednostavnije, ekonomski isplativije i ekološki održivije imati lijepu ukrasnu kućnu biljku koja će neprimjetno i besplatno čistiti kućni zrak."

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Od posla se opušta antistresnim aktivnostima: od pisanja svojevremeno popularnih tekstova i ilustracija u tiskanom izdanju časopisa BUG, crtkanja grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, te fejsbučkog blogiranja o craft-pivima, životnim neistinama i medicinskim trivijama, sve do pasioniranog kuhanja posve probavljivih jela i sviranja slabo probavljivog bluesa.}