Le lierre de pothos modifié. (Crédit: Mark Stone / U. Washington)

Les chercheurs ont modifié génétiquement une plante d'intérieur commune, le lierre de pothos, pour éliminer le chloroforme et le benzène de l'air qui l'entoure.

Nous aimons garder l'air de nos maisons le plus propre possible et nous utilisons parfois des filtres à air HEPA pour éloigner les allergènes et les particules de poussière. Cependant, certains composés dangereux sont trop petits pour être piégés par ces filtres.

De petites molécules telles que le chloroforme, présent en petite quantité dans l'eau chlorée, ou le benzène, composant de l'essence, s'accumulent dans nos maisons lorsque nous prenons une douche ou faisons bouillir de l'eau, ou lorsque nous entreposons des voitures ou des tondeuses à gazon dans des garages attenants. L'exposition au benzène et au chloroforme a été liée au cancer.

Les plantes modifiées expriment une protéine, appelée 2E1, qui transforme ces composés en molécules que les plantes peuvent ensuite utiliser pour soutenir leur propre croissance.

«Les gens n’ont pas vraiment parlé de ces composés organiques dangereux dans les maisons, et je pense que c’est parce que nous ne pouvons rien y faire», déclare l’auteur principal Stuart Strand, professeur de recherche au département de génie civil et environnemental de l'Université de Washington. "Maintenant, nous avons conçu des plantes d'intérieur pour éliminer ces polluants pour nous."

Un «foie vert» à l'extérieur du corps

L'équipe a décidé d'utiliser une protéine appelée cytochrome P450 2E1, ou 2E1, qui est présente chez tous les mammifères, y compris l'homme. Dans notre corps, 2E1 transforme le benzène en une substance chimique appelée phénol et le chloroforme en dioxyde de carbone et en ions chlorure. Mais 2E1 est situé dans nos foies et s’allume lorsque nous buvons de l’alcool. Donc, il n'est pas disponible pour nous aider à traiter les polluants dans notre air.

«Nous avons décidé de faire en sorte que cette réaction se produise hors du corps dans une plante, exemple du concept de« foie vert »», déclare Strand. «Et 2E1 peut également être bénéfique pour la plante. Les plantes utilisent du dioxyde de carbone et des ions chlorure pour fabriquer leurs aliments, et elles utilisent du phénol pour fabriquer les composants de leurs parois cellulaires. "

Les chercheurs ont créé une version synthétique du gène qui sert d’instructions pour la fabrication de la forme lapin de 2E1. Ensuite, ils l'ont introduit dans du lierre pour que chaque cellule de la plante exprime la protéine. Le lierre de pothos ne fleurit pas dans les climats tempérés, de sorte que les plantes génétiquement modifiées ne pourront pas se propager via le pollen.

«L'ensemble de ce processus a pris plus de deux ans», a déclaré l'auteur principal Long Zhang, chercheur au département de génie civil et environnemental. «C’est long, comparé à d’autres usines de laboratoire, qui ne prendrait que quelques mois. Mais nous voulions faire cela dans les pothos parce que c’est une plante d'intérieur robuste qui pousse bien dans toutes sortes de conditions. »

Essai

Les chercheurs ont ensuite testé dans quelle mesure leurs plantes modifiées pouvaient éliminer les polluants de l'air par rapport au lierre de pothos normal. Ils ont mis les deux types d’usines dans des tubes en verre puis ont ajouté du benzène ou du chloroforme dans chaque tube. Au cours des jours 11, l’équipe a suivi l’évolution de la concentration de chaque polluant dans chaque tube.

Pour les usines non modifiées, la concentration de l'un ou l'autre gaz n'a pas changé avec le temps. Mais pour les plantes modifiées, la concentration de chloroforme avait chuté de 82 après trois jours et était presque indétectable au sixième jour. La concentration de benzène a également diminué dans les flacons de plantes modifiées, mais plus lentement: au huitième jour, la concentration de benzène avait chuté d'environ 75 pour cent.

Afin de détecter ces changements dans les niveaux de polluants, les chercheurs ont utilisé des concentrations de polluants beaucoup plus élevées que celles que l'on trouve généralement dans les maisons. Mais l'équipe s'attend à ce que les niveaux à domicile baissent de la même manière, sinon plus rapidement, au cours de la même période.

Les plantes de la maison devraient également se trouver à l'intérieur d'une enceinte avec un élément permettant de déplacer l'air au-delà des feuilles, comme un ventilateur, explique Strand.

«Si vous avez une plante qui pousse dans le coin d'une pièce, cela aura un effet dans cette pièce», dit-il. "Mais sans flux d'air, il faudra beaucoup de temps pour qu'une molécule à l'autre bout de la maison atteigne l'usine."

L’équipe s’emploie actuellement à accroître les capacités des usines en ajoutant une protéine capable de décomposer une autre molécule dangereuse présente dans l’air ambiant: le formaldéhyde, présent dans certains produits en bois, tels que les revêtements de sol et les armoires en stratifié, et la fumée de tabac.

Long Zhang met une plante de lierre de pothos dans un tube en verre pour tester sa capacité à dégrader le benzène ou le chloroforme. (Crédit: Mark Stone / U. Washington)

«Ce sont tous des composés stables, il est donc très difficile de s'en débarrasser», déclare Strand. «Sans protéines pour décomposer ces molécules, nous devrions utiliser des processus à haute énergie pour le faire. Il est tellement plus simple et plus durable de rassembler toutes ces protéines dans une plante d’intérieur. »

La recherche a été financée par la Fondation nationale des sciences, Amazon Catalyst à UW et l'Institut national des sciences de la santé de l'environnement.

La recherche apparaît dans Science et technologie de l'environnement.

La source: Université de Washington

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