Очистка окружающей среды от военных отходов с помощью генетически модифицированной травы

Генетически модифицированная (ГМ) трава способна удалять из окружающей среды токсичные военные отходы, такие как гексоген.

Как сообщается в статье, опубликованной в «Nature Biotechnology», генетически модифицированные виды наиболее распространенных трав способны удалять токсичные военные отходы из почвы.

Группа исследователей во главе с Нилом Брюсом и Лиз Рилотт из Центра по разработке новых сельскохозяйственных продуктов (CNAP) университета Йорка (Великобритания) продемонстрировала, что генетически модифицированное просо (Panicum virgatum) может детоксифицировать гексоген — компонент военной взрывчатки, остающийся после учений с применением боевого оружия на свалках боеприпасов и минных заграждениях.

Ключевые аспекты исследования:

• гексоген (RDX) — это токсичный отход военных взрывчатых веществ, остающийся в почве полей сражений и на полигонах;
• генетически модифицированное просо с двумя бактериальными генами в изобилии произрастает на военных объектах США;
• растения способны усваивать и разлагать гексоген до концентраций, не определяемых в окружающей среде.

Со времен Второй Мировой войны гексоген оставался основным компонентом боеприпасов, а его широкое применение в ходе военных учений привело к загрязнению грунтовых вод. Вещество устойчиво к разложению в почве, поэтому должным образом удалить его очень трудно.

Как сообщают авторы в своей работе, в настоящее время около 10 миллионов гектаров земли, которые так или иначе испытали воздействие взрывчатыми боеприпасами, загрязнены гексогеном. Согласно более ранним свидетельствам, концентрация гексогена выше 1235 мг на килограмм почвы может оказывать ощутимое отрицательное воздействие на окружающую среду.

По словам Брюса, устойчивость гексогена к разложению в окружающей среде в сочетании с его высокой мобильностью в почве и грунтовых водах означает, что шлейф токсичного гексогена продолжит распространяться под военными объектами и местами проведения учений, что создает прямую угрозу запасам питьевой воды.

Как утверждают ученые в своей статье, сохраняющийся спрос на военные взрывчатые вещества означает, что производство гексогена и его массовое использование будет продолжаться и в будущем. Это означает, что для восстановления почвы необходимы другие методы.

Однако, по словам Рилотт, удаление токсичного гексогена из грунта полигонов является логистически сложной задачей, а в настоящее время отсутствуют экономически эффективные и четкие способы разрешения данной проблемы.

Сосредоточив свое внимание на просе, часто используемом для борьбы с эрозией почв, усилиями команды исследователей были созданы генетически модифицированные растения, содержащие два бактериальных гена, называемые XpIa и XpIb. Известно, что продукты их экспрессии обладают способностью расщеплять гексоген.

ГМ просо было посажено вокруг военного объекта США, растения хорошо росли, а гексоген, поглощаемый ими, подвергся разложению до концентраций, не поддающихся обнаружению.

Рилотт отмечает, что экспрессия двух бактериальных генов в клетках проса, которые выработались у прокариот непосредственно для разложения гексогена, позволяет растениям удалять и метаболизировать гексоген из грунта, где концентрации этого вещества сходны с наблюдаемыми в почве военных полигонов, где осуществляется стрельба боевыми боеприпасами.

Ученые продемонстрировали, что, внедряя эти гены в клетки проса, растение приобрело способность расщеплять гексоген до значений, которые не поддаются обнаружению в тканях растений.