@ 2019.05.24 , 13:00

一种可以除去砷的绿色方法

一种十分普通的室内植物可能在净化有毒环境方面具有很大的潜力,发表在《当代生物学》杂志上的一项新研究发现:一种叫做蜈蚣蕨的植物具有积累和耐受高水平砷的能力。砷是一种毒性较强的非金属元素,它在环境中的存在会杀死许多动植物。

研究的作者乔迪·班克斯在一份声明中说道:“研究人员已经表明,这种蕨类植物生长在受砷污染的土壤中,五年内可以除去将近50%的砷。虽然这需要时间,但很便宜。”

普渡大学的研究人员对这种蕨类植物的基因组进行了测序,以确定其控制砷耐受性的遗传和细胞机制。当该植物接触到砷时,有三个基因表现出高活性,使其能够在叶片中储存砷而不会产生有害影响。研究人员发现,是一种名为GAPC1的蛋白质从土壤中“化学捕集”砷酸盐。而在其它植物中,GAPC1蛋白通常作用于用磷酸盐将葡萄糖分解为能量,但在蜈蚣蕨中,它对砷酸盐的亲和力比磷酸盐高。然后,通过一个称为砷酸盐还原酶活性的过程将砷酸盐转化为亚砷酸盐(砷的一种可以被隔离的形式)。

类似的能力已经在一种叫做绿脓杆菌的细菌中得到证实,这两者几乎完全相同的遗传机制表明它们进化出了相似的耐受方法。研究人员赵才说道:“这种蕨类植物具有和细菌一样的耐砷机制。它是唯一能做到这一点的真核生物。据我们所知,没有任何一种植物或动物能像这种蕨类植物那样做到这一点。”

改造其它植物使其具有同样的遗传倾向,可能有一天会有助于快速有效地除去受污染土壤中的砷。正如研究人员指出的那样,受砷污染的土壤和地下水对数百万美国人和全世界数亿人构成潜在威胁。当人们饮用被污染的水或食用被污染土壤上的作物时,这种有毒的非金属物质会使人中毒。一旦进入人体细胞,它会通过氧化应激或干扰细胞产生ATP的能力导致细胞死亡(ATP是一种为细胞提供能量的分子)。

本文译自 iflscience,由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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