Evin Havasını Temizleyebilen Yeni Nesil Bitkiler | TÜBİTAK Bilim Genç
Soluduğumuz havanın temiz olması sağlığımız açısından hayli önemli. Bu nedenle şehirde yaşayan insanlar sık sık doğaya çıkma, ağaçların arasında yürüme, orman havası alma ihtiyacı hisseder. Ev ve ofislerimizdeki havayı temizlemek, havadaki alerjiye sebep olan maddeleri ve toz parçacıklarını uzaklaştırmak için ortamı havalandırmanın yanı sıra havadaki parçacıkları yakalayan hava filtreleri kullanırız. Fakat kolay buharlaşabilen bazı tehlikeli organik maddeler, havadan bu filtrelerle uzaklaştırılamayacak kadar küçük boyuttadır.
Örneğin kloroform klorlu suda (içme sularının, yüzme havuzlarının ya da atık suların arıtma sürecinde klor kullanılır) az miktarda bulunabilen basit bir moleküldür. Sabahları çay demlediğimizde veya akşamları makarna haşladığımızda su kaynarken açığa çıkıp havaya karışabilir. Havada bulunabilen zararlı maddelerden biri de benzen. Benzen ham petrolde doğal olarak bulunur. Arabalar veya çim biçme makineleri çalışırken petrol kaynaklı yakıtlar yandığında benzen açığa çıkarak havaya karışabilir ve açık bırakılan pencerelerden ya da kapılardan evin içine girebilir. Yapılan araştırmalar bu maddelere yoğun bir şekilde ve uzun süre maruz kalındığında ciddi sağlık sorunları (örneğin kanser, kemik iliğinin kan hücresi üretememesi sonucu ortaya çıkan anemi rahatsızlığı) yaşanabileceğini gösteriyor.
Washington Üniversitesi’nden araştırmacılar ev ortamında havadaki kloroformun ve benzenin uzaklaştırılması için genetiği değiştirilmiş bir ev bitkisi üretti. Bu amaçla insanlar dâhil tüm memelilerde bulunan bir protein genetiği değiştirilerek bitkiye aktarıldı. Sitokrom P450 2E1 olarak da bilinen bu protein karaciğerimizde bulunur ve benzeni fenol olarak adlandırılan kimyasal bir maddeye, kloroformu ise karbondioksit ve klorür iyonlarına dönüştürür. Araştırmacılar kısaca 2E1 olarak adlandırılan proteinin bu özelliğinden esinlenerek bu tepkimeyi bitkilerde de gerçekleştirmeyi, bir anlamda bitkileri “yeşil karaciğere” dönüştürmeyi hedefledi. Bitkiler karbondioksiti ve klorür iyonlarını besin üretmek için, fenol bileşiğini ise hücre duvarının yapı taşlarını üretmek için kullanır.
Salon sarmaşığı evlerde yetiştirilen bir bitkidir. Ilıman iklimlerde çiçek açmayan bir bitki olduğundan genetiği değiştirilmiş salon sarmaşığı bitkileri tozlaşma yoluyla çoğalamaz.
Sonuçları Environmental Science & Technology dergisinde yayımlanan araştırmada bilim insanları 2E1 proteininin ifadesinde kullanılan geni yapay olarak sentezlendi, ardından salon sarmaşığı (Epipremnum aureum) bitkisine aktardılar.
Proteinler genetik materyaldeki bilgiler kullanılarak sentezlenir. Buna gen ifadesi denir.
Araştırmacılar genetiği değiştirilmiş salon sarmaşığı bitkisinin havadaki zararlı maddeleri uzaklaştırmadaki etkisini belirlemeye çalıştı. Bu amaçla salon sarmaşığı bitkisinin genetiği değiştirilmiş ve normal çeşitleri ayrı ayrı tüplere yerleştirildi ve tüplerin içine kloroform ve benzen gazları eklendi. Araştırmacılar 11 gün sonra tüplerin içindeki kloroform ve benzen miktarlarını ölçtü.
Sonuçta normal salon sarmaşığı bitkisinin olduğu tüpteki kloroform ve benzen miktarlarının değişmediği anlaşıldı. Genetiği değiştirilmiş bitkilerin olduğu tüpteki kloroform düzeyinin üç gün sonra %82 azaldığı, altıncı günde neredeyse tespit edilemeyecek düzeye indiği belirlendi. Benzen düzeyinin ise sekiz gün sonra %75 azaldığı tespit edildi.
Araştırmacılar zararlı kimyasal maddelerin seviyesindeki değişimi tespit edebilmek için deney sırasında tüplerin içindeki kloroform ve benzen düzeyini ev ortamındakinden daha yüksek olacak şekilde ayarladı. Ancak genetiği değiştirilmiş salon sarmaşığı bitkisinin ev ortamında da havadaki kloroform ve benzen düzeyinde benzer şekilde bir düşüş sağlayacağını öngörüyorlar. Genetiği değiştirilmiş bitkilerin ortamdaki havayı daha verimli bir şekilde temizlemesi için ortamda hava dolaşımının sağlanması gerekiyor.
Farklı miktarlarda kirleticilerin bulunduğu ortamda genetiği değiştirilmiş salon sarmaşığı bitkisinin temizleme hızı ve oranı belirleniyor.
Bilim insanları bu günlerde laminant parke ve dolap gibi bazı ahşap ürünlerinde bulunan ve havaya karışarak kirliliğe neden olan formaldehit adı verilen kimyasal maddeyi havadan uzaklaştırmada kullanılabilecek bir protein ile ilgili araştırmalar yapıyor. Ayrıca tek bir bitki ile havadaki birden fazla zararlı kimyasal maddeyi uzaklaştırmaya yönelik çalışıyorlar.
Havadaki zararlı kimyasal maddelerin parçalanarak daha az zararlı maddelere dönüşmesini sağlayan bu yöntem havanın temizlenmesinde kullanılabilecek basit ve sürdürülebilir bir yöntem.
Zhang, L., Routsong, R., Strand., S. E., “Greatly Enhanced Removal of Volatile Organic Carcinogens by a Genetically Modified Houseplant, Pothos Ivy (Epipremnum aureum) Expressing the Mammalian Cytochrome P450 2e1 Gene.”, Environmental Science & Technology, Cilt 53, Sayı 1, s. 325–331, 2018.