
鳞盖凤尾蕨可清除有毒废物
在清理有毒环境时,一种在中国常见的蕨类植物可能发挥作用。
美国普渡大学研究人员发表在《当代生物学 》杂志上文章指出,项新研究发现,鳞盖凤尾蕨(Pteris vittata) 具有积累和耐受高水平砷的能力。这种蕨类主要分布于亚洲及非洲的热带及亚热带地区,中国台湾全岛低海拔开发地区常见。
研究作者Jody Banks表示:“其它研究人员已经证明,这种蕨类植物在砷污染的土壤上生长,可以在五年内去除近50%的砷。这需要一定时间,但它很便宜。”

研究人员已经确定了允许蕨类植物抵抗砷的遗传机制
普渡大学的研究人员对蕨类植物的基因组进行了测序,以确定控制砷耐受性的遗传和细胞机制。 当这种蕨类植物与砷接触时,三种基因显示出高活性,使其能够将有毒元素储存在其叶中,而不会产生不利影响。 一种名为GAPC1的蛋白质“化学捕获”土壤中的砷酸盐。 在其它植物中,GAPC1使用磷酸盐来分解葡萄糖作为能量,但在鳞盖凤尾蕨植物中,它对砷酸盐的亲和力高于磷酸盐,这基本上抵消了砷的影响。 然后,通过称为砷酸还原酶活性的过程将砷酸盐变为亚砷酸盐(一种可被螯合的砷形式)。
Banks说:“这些和其它基因一起工作,以清除细胞内的砷,直到它可以被安全地塞进细胞的液泡中,在那里它不会造成任何伤害。”
观察到蕨类植物超积累超过2%。它们的干重为游离亚砷酸盐。
已经在称为铜绿假单胞菌的细菌中证明了类似的生物合成能力,其几乎相同的遗传机制表明两种进化的相似耐受方法。
研究员Chao Cai说:“这种蕨类植物采用相同的机制来耐受细菌使用的砷,而且它是唯一可以做到这一点的真核生物。 我们所知道的植物或动物都不能像这种蕨类植物那样做。“
修改其他植物以具有这些相同的遗传倾向可能有一天可以帮助快速有效地从受污染的土壤中修复砷。
研究人员指出,受砷污染的土壤和地下水对全世界数亿人构成了潜在的威胁。 这种有毒的非金属物质会污染土壤中的自然和人为活动,当人们饮用受砷污染的水或吃掉暴露在土壤中的作物时会使人们中毒。 一旦进入人体细胞,它就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所需的分子。