A világ különböző pontjain egykori hadszínterek, illetve elhagyott (vagy aktív) lőterek a talajban felhalmozódó robbanószer-alapanyagok miatt hosszú ideig mérgező, toxikus területenként funkcionálnak. Különösen a 2,4,6-trinitrotoluén (TNT) és a hexahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazin (RDX) vegyületek felgyülemlése okoz problémát, amely miatt több tízmillió hektár szennyezett terület létezik világszerte, amelyek megtisztítása hagyományos módszerekkel akár dollár százmilliárdokat is felemészthetne.
Az egyes szennyezett területek egyik elegáns, és természetbarát megoldása lehetne a fitoremediáció, vagyis olyan növények telepítése, amelyek kivonják a talajból a mérgező vegyületeket, ám ez esetben ez nem épp egyszerű, ugyanis a TNT például még a növények növekedésére is rossz hatással van.
- A hagymányos lúdfű (balra) növekedését nagy mértékben gátolja a TNT jelenléte, míg a MDHAR6 mutánsok növekedését nem befolyásolja a talajban levő robbanószer. (Forrás: University of York)
A University of York-on dolgozó Neil Bruce csoportja már évek óta azt tűzte ki célul, hogy olyan növényeket hozzanak létre, amelyek lehetővé teszik a TNT és RDX fitoremediációját, amihez két dolgot kellene elérniük: egyrészt magukat a növényeket is ellenállóbbá tenni a robbanószerekkel szemben, másrészt olyan bakteriális enzimeket bevinni, amelyek lehetővé teszik a TNT és RDX lebontását, nem mérgező anyagokká.
A napokban megjelent Science cikkük az előbbi felé tesz egy nagy lépést: a növénygenetikusok kedvenc “háziállatát”, a lúdfüvet (Arabidopsis thaliana) használva, olyan mutánsokat sikerült izolálniuk, amelyek képesek TNT mellett is normálisan növekedni. A növényi sejtek organellumaiban (vagyis az energiatermelésért felelős mitokondriumban, és a fotoszintézist megvalósító plasztiszban) megnyilvánuló monodehidroaszkorbát reduktáz 6 (MDHAR6) enzim hiányában ezek a mutáns lúdfű növények szinte azonos mértékben növekedtek a szennyezett talajon, mint a normális talajon mutációt nem hordozó társaik, leginkább annak köszönhetően, hogy az enzim hiányában, a TNT nem katalizált egy olyan kémiai reakciót, ami nagyon reaktív (így a növényi sejt szempontjából rendkívül káros) szabadgyök-molekulák felgyülemlését segítené elő.
- A megfelelő bakteriális enzimek bevitelével lehetővé válhat a káros robbanóanyagok lebontása. (Forrás: Trends in Biotechnology)
A fitoremediációhoz azonban természetesen nem lúdfüvet használnánk, de a mutáció pontos ismeretében a modern genom-editálsái technikák segítségével már létrehozhatók olyan mutás fű- és fafélék (utóbbiak közül a nyár a legnépszerűbb jelölt ilyen típusú kísérletekben), amelyekkel praktikusan bevethetők a szennyezett területek.
A MDHAR6 mutáció persze önmagában csak arra lenne elég, hogy a növények felvegyék a TNT-t és RDX-t a talajból, és nem zavarja a növekedésüket. Ami a fitoremediáció egyik valós, de szerény formája lenne önmagában. Ennél több is elérhető, ha a növények az anyagcseréjük során elbontják ezeket az anyagokat. A lebontáshoz azonban olyan különleges enzimekre is szükség lesz, amelyek növényekben nem, csak baktériumokban fordulnak elő. A megoldás tehát, az itthon közutálatnak örvendő transzgénikus növényekben (úgy is, mint GMO) kereshető. Ilyen próbálkozások már korábban is voltak, a nyár esetében mérsékelt sikerrel, de az MDHAR6 hiányában feltehető, hogy ezek is hatékonyabbak lehetnek.
A kutatást, a most már a Nemzeti Fejlesztési, Kutatási és Innovációs Hivatalba (NFKIH) olvasztott Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA) egyik brit megfelelőjének tekinthető Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) finanszírozta, és ami itthoni szemmel még érdekesebb, hogy a puszta pénzosztáson túl megfelelő tudománykommunikációt is rittyentettek a dolog köré:
És itt érdemes egy kicsit visszautalni a korábbi Fábri György interjúnkra, ahol azt elemezgettük, hogy mire jó és milyen is kellene legyen a tudománykommunikáció: hát kb. ez az, amit ki lehet hozni a dologból. Hogy mi mikor leszünk ezen a szinten (és ez leginkább a pénzen múlik, amit erre fordíthatnánk, illetve a hivatal tudománykommunikációs törekvésein), azt inkább ne kérdezzétek…
[A poszt eredetileg a Science Meetup blogján jelent meg.]