美科學(xué)家提出利用基因手段凈化飲用水
近日美國科學(xué)家提出用基因手段來解決凈水問題，確實(shí)讓人耳目一新。6月3日，在波士頓舉行的美國微生物學(xué)會(huì)年會(huì)上，杜克大學(xué)普拉特工程學(xué)院土木工程系助理教授薩拉莫里博士介紹了她的研究結(jié)果。她指出，一種被醫(yī)學(xué)研究人員運(yùn)用的基因手段也可以一種新穎的方式來清理飲用水中的有害細(xì)菌和病毒。
莫里稱，相關(guān)的新技術(shù)，如已知的核糖核酸干擾技術(shù)就可利用短的小片基因物質(zhì)，像鎖對(duì)鑰匙一樣在目標(biāo)物里組成一個(gè)對(duì)應(yīng)基因段。當(dāng)這些小片進(jìn)入一個(gè)細(xì)胞并附著于一個(gè)相應(yīng)的段后，它們就能夠抑制或妨礙目標(biāo)因子的活動(dòng)。這種方法也被作為一種手段應(yīng)用于生物研究，但之前還沒有應(yīng)用到環(huán)境問題上。
“不管是細(xì)菌還是濾過性毒菌引起的病原體，對(duì)發(fā)達(dá)和欠發(fā)達(dá)國家的飲用水來說，都是一種主要的威脅。”莫里說，“我們的數(shù)據(jù)表明，我們可以使水中菌類的某種基因停止活動(dòng)，這讓我們有理由相信，核糖核酸干擾技術(shù)可以向我們保證它能作為一種基因抑制工具來控制水中病毒和細(xì)菌的繁殖。”
經(jīng)過一系列概念驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，杜克大學(xué)工程師得出結(jié)論，短鏈基因物質(zhì)可從水中普通的菌類中成功地找到與之匹配的部分因子，然后讓其停止活動(dòng)。研究人員相信，如果這個(gè)新方法能夠加以完善，將可作為一種設(shè)計(jì)的基本原理來解決缺乏水處理設(shè)備的第三世界國家的安全飲水問題。
“我們預(yù)想基于核糖核酸干擾技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)可供外界參考的系統(tǒng)，就像當(dāng)前正在廣泛運(yùn)用的水過濾技術(shù)一樣。”莫里所在實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人克勞迪亞岡斯查說，“這種方法尤其對(duì)工業(yè)化不太發(fā)達(dá)、沒有水處理系統(tǒng)的國家有吸引力。這種末端凈水策略能夠讓這些國家安全用水而不需花費(fèi)高昂的水凈化基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用。”
現(xiàn)在研究人員正在針對(duì)菌類基因的其他區(qū)域進(jìn)行一些額外的試驗(yàn)。為了完成概念驗(yàn)證性試驗(yàn)，他們測試了核糖核酸干擾對(duì)一些非本質(zhì)的、那些至今很容易監(jiān)控的基因的作用。他們正在測試用這些方法來抑制或者妨礙病菌的生存能力。
他們還計(jì)劃測試這種策略對(duì)那些同時(shí)含有多種病原體的水的作用，并試圖判定在水中需要的最佳濃度，以使其更加有效。
莫里表示，這種新的方法不僅可以幫助解決欠發(fā)達(dá)國家的飲用水問題，也可以彌補(bǔ)發(fā)達(dá)國家在水處理方面的一些不足。當(dāng)前的水處理手段主要是通過氯和紫外線，操作費(fèi)用比較昂貴，而且處理結(jié)果會(huì)影響到水的口感和氣味。盡管這些方法已經(jīng)采用了多年，但處理過的水進(jìn)入配送系統(tǒng)時(shí)，病原體依然存在。正是由于這個(gè)原因，水往往在工廠里被過度氯化，這樣才能在水管中保留高濃度氯來抑制病原體。如此一來，距離處理廠近些的人們比那些遠(yuǎn)離處理廠的人們就更易嘗到或者聞到水中的化學(xué)成分。另外，在這個(gè)系統(tǒng)中，氯還可以和其它有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生潛在的有害副產(chǎn)物。
而紫外線盡管在處理廠的時(shí)候?qū)σ种撇≡w是有效的，但一旦水從工廠排放出來后，就沒有效果了。岡斯查說，很多病原體能對(duì)氯和紫外線的作用產(chǎn)生抗體，所以更新的水處理方法就顯得很有必要。
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