محققان به تازگی گیاهی جهش‌یافته شناسایی کرده‌اند که قادر به رشد در خاک‌های آلوده با غلظت بالایی از ماده‌ی منفجره‌ی TNT می‌باشد. این کشف راه را برای پاک‌سازی بخش‌های گسترده‌ای از زمین در سراسر جهان (به خصوص مناطقی که در آن سلاح‌های نظامی شلیک می‌شوند) که با ترکیبات بسیار سمی و پایدار آلوده شده‌اند باز می‌کند. علاوه بر این، تیم تحقیقاتی مربوط به این کشف معتقد است مکانیزم‌هایی که با آنها TNT مواد سمی خود را به گیاهان وارد می‌کند می‌تواند به توسعه‌ی روش‌های جدید برای از بین بردن علف‌های هرز کمک کند.

نیل بروس (Neil Bruce) و همکارانش در دانشگاه یورک هزاران نمونه از گیاه Arabidopsis جهش‌یافته را مورد بررسی قرار دادند. بروس در این باره می‌گوید: «ما یک نمونه‌ی جهش‌یافته در این بین پیدا کردیم که در خاک آلوده به TNT از بین نرفت و به صورت عادی به رشد خود ادامه داد.»

با توجه به اینکه پیش‌بینی می‌شد این گیاه جهش‌یافته دارای آنزیمی با قابلیت سم زدایی TNT باشد، تیم تحقیقاتی با یافتن اینکه این گیاه در واقع دچار کمبود آنزیمی خاص به نام monodehydroascorbate reductase 6  است بسیار شگفت‌زده شدند. این آنزیم در بازیافت ویتامین C نقش دارد و در ساختار میتوکندری ساکن است، ساختاری برای تولید انرژی شیمیایی گیاه.

تیم تحقیقاتی ژن آنزیم MDHAR6 را داخل باکتری E. Coli وارد کردند تا به این ترتیب آنزیم بتواند در مقادیر بالا برای تصفیه‌ی TNT تولید شود. بروس در این باره توضیح می‌دهد: «ما مشاهده کردیم که این آنزیم با کاهش یکی از گروه‌های نیترو در TNT یک نیتروی رادیکالی تولید می‌کند، که این رادیکال به نوبه‌ی خود با اکسیژن هوا وارد واکنش می‌شود و انواع اکسیژن سمی را تولید می‌کند که قابلیت صدمه به ساختارهای سلولی را دارند.» در نتیجه میتوکندری صدمه می‌بیند و این منجر به مرگ گیاه می‌شود. کمبود این آنزیم آسیبی به گیاه وارد نمی‌کند چرا که اشکال دیگری از این آنزیم در مناطق دیگر سلولی وجود دارند و قادر به انجام وظیفه‌ی بازیافت ویتامین C هستند.

این یافته‌ها نشان می‌دهند می‌توان از گونه‌هایی از گیاه که دچار کمبود این آنزیم هستند برای پاک‌سازی TNT در مناطق آلوده استفاده کرد. این گیاهان TNT را جذب و در ریشه‌ی خود حبس می‌کنند. بدین ترتیب این ماده‌ی سمی در محیط زیست از بین می‌رود. این فرآیند به نام گیاه‌پالایی شناخته می‌شود. علاوه بر این، از آنجا که آنزیم MDHAR6 تنها در سلول‌های گیاهی وجود دارد، ممکن است بتوانیم ترکیباتی مشابه با TNT و بدون سمیت زیست محیطی آن برای از بین بردن علف‌های هرز طراحی کنیم.

Jerald Schnoor از دانشگاه آیووا در امریکا عقیده دارد که این تحقیقات بسیار اهمیت دارد و می‌توان از گیاهان اصلاح شده‌ی ژنتیکی به منظور پاک‌سازی مناطق آلوده استفاده کرد. میلیون‌ها هکتار زمین آلوده به مواد شیمیایی سمی از جمله TNT و RDX (یک ماده‌ی منفجره‌ی دیگر) در سراسر کره‌ی زمین وجود دارند. این تحقیقات نشان می‌دهد که می‌توان با استفاده از این گیاهان اصلاح شده با سرعت مناسب مناطق آلوده را پاک‌سازی نمود.

منبع:

Mutant plants mop up explosives

منابع مفيد:
 

گياه پالايي

تري نيترو تولوئن

ميتوکندري

آنزيم