Ci piace mantenere l’aria nelle nostre case il più pulita possibile e, a volte, utilizziamo filtri dell’aria HEPA per tenere a bada allergeni e particelle di polvere.
Ma alcuni composti pericolosi sono troppo piccoli per essere intrappolati da questi filtri. Piccole molecole come il cloroformio, che è presente in piccole quantità nell’acqua clorata che arriva nelle nostre case, o il benzene, che è un componente della benzina, si accumulano nelle nostre case quando facciamo la doccia o facciamo bollire l’acqua, o quando portiamo l’auto o il tosaerba in garage. Sia l’esposizione al benzene che al cloroformio sono state ricollegate al cancro.
Ora i ricercatori dell’Università di Washington hanno modificato geneticamente una pianta d’appartamento comune – l’edera di pothos – per rimuovere il cloroformio e il benzene dall’aria circostante. Le piante modificate emettono una proteina, chiamata 2E1, che trasforma questi composti in molecole che le piante possono utilizzare per sostenere la propria crescita. Il team di studiosi ha pubblicato i risultati della ricerca il 19 dicembre su Environmental Science & Technology.
“Le persone non considerano mai pericolosi questi composti organici presenti nelle case, probabilmente perché pensano che non si possano eliminare in alcun modo”, ha detto l’autore del lavoro Stuart Strand, professore e ricercatore del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell’Università di Washington. “Ora abbiamo progettato piante d’appartamento che rimuovono questi inquinanti al posto nostro“.
Il team ha deciso di utilizzare una proteina chiamata citocromo P450 2E1, o 2E1 in breve, che è presente in tutti i mammiferi, compreso l’uomo. Nel nostro corpo, il 2E1 trasforma il benzene in una sostanza chimica chiamata fenolo, ed il cloroformio in anidride carbonica e ioni cloruro. Ma il 2E1 si trova nel nostro fegato e si attiva quando beviamo alcolici. Quindi non è disponibile per aiutarci a trattare gli inquinanti nella nostra aria.
“Abbiamo deciso di portare questa reazione chimica al di fuori del corpo dei mammiferi, e riprodurla in una pianta, come una sorta di ‘fegato verde’“, ha detto Strand. “Inoltre, il 2E1 può essere benefico anche per la pianta stessa: le piante usano anidride carbonica e ioni cloruro per produrre il loro cibo e usano il fenolo per costruire componenti delle loro pareti cellulari“.
I ricercatori hanno creato una versione sintetica del gene che racchiude le istruzioni necessarie alla creazione della proteina 2E1. Poi l’hanno introdotta nell’edera di pothos in modo che ogni cellula della pianta generasse tale proteina. L’edera di Pothos non fiorisce nei climi temperati, quindi le piante geneticamente modificate non saranno in grado di diffondersi attraverso il polline.
“L’intero processo ha richiesto più di due anni“, ha spiegato il coautore autore Long Zhang, ricercatore nel Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale. “E’ un tempo molto lungo, rispetto ad altre soluzioni di laboratorio che potrebbero richiedere solo pochi mesi, ma volevamo applicare tale processo all’edera di pothos perché è una pianta d’appartamento robusta che cresce bene in tutte le condizioni“.
I ricercatori hanno poi eseguito delle misurazioni per confrontare l’effetto della proteina sulle piante modificate rispetto alla normale edera di pothos. Hanno messo entrambi i tipi di piante in tubi di vetro e poi hanno aggiunto benzene o gas cloroformio in ogni provetta. Per oltre 11 giorni, il team ha monitorato le modifiche di concentrazione di ciascun inquinante, all’interno di ogni tubo.
Per le piante non modificate, la concentrazione di entrambi i gas non è cambiata nel tempo. Ma per le piante modificate, la concentrazione di cloroformio è scesa dell’82% dopo tre giorni, ed era quasi irrilevante al sesto giorno. Anche la concentrazione di benzene diminuiva nelle fiale delle piante modificate, ma più lentamente: all’ottavo giorno, la concentrazione di benzene era diminuita di circa il 75 percento.
Al fine di rilevare le modifiche dei livelli di inquinanti, i ricercatori hanno usato concentrazioni di inquinanti molto più elevate di quelle che si trovano tipicamente nelle case. Ma il team si aspetta che i livelli nelle case scendano allo stesso modo, se non più velocemente, nello stesso arco di tempo.
Per ottenere un miglior risultato, teoricamente le piante in casa avrebbero bisogno di una buona areazione, usando ad esempio un ventilatore, ha detto Strand. “L’effetto del filtraggio rimane circoscritto se la pianta si trova in un angolo della stanza, priva di areazione. Senza un buon flusso d’aria, ci vorrà molto tempo prima che gli effetti si estendano fino al punto più distante dell’appartamento“.
Il team sta attualmente lavorando per aumentare le capacità delle piante ‘modificate’, aggiungendo una ulteriore proteina in grado di abbattere un’altra molecola pericolosa trovata nell’aria domestica: la formaldeide, che è presente in alcuni prodotti in legno, come pavimenti e armadi laminati, e il fumo di tabacco.
“Questi sono tutti composti stabili, quindi è davvero difficile liberarsene“, ha detto Strand. “Senza proteine, per abbattere queste molecole, dovremmo usare processi ad alta energia: è molto più semplice e sostenibile mettere insieme queste proteine in una pianta d’appartamento“.
Oltre ai ricercatori Stuart Strand e Long Zhang, ha partecipato alla ricerca anche Ryan Routsong, tecnico del Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale. La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation, Amazon Catalyst presso l’Università di Washington e l’Istituto Nazionale di Scienze della Salute Ambientale.
