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，確實讓人耳目一新。在波士頓舉行的美國微生物學(xué)會年會上，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)，像鎖對鑰匙一樣在目標(biāo)物里組成一個對應(yīng)基因段。當(dāng)這些小片進入一個細(xì)胞并附著于一個相應(yīng)的段后，它們就能夠抑制或妨礙目標(biāo)因子的活動。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，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)過一系列概念驗證性實驗，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。研究人員相信，如果這個新方法能夠加以完善，將可作為一種設(shè)計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)造一個可供外界參考的系統(tǒng)，就像當(dāng)前正在廣泛運用的水過濾技術(shù)一樣。”莫里所在實驗室負(fù)責(zé)人克勞迪亞岡斯查說，“這種方法尤其對工業(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高昂的水凈化基礎(chǔ)設(shè)施費用。”
現(xiàn)在研究人員正在針對菌類基因的其他區(qū)域進行一些額外的試驗。為了完成概念驗證性試驗，他們測試了核糖核酸干擾對一些非本質(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。
他們還計劃測試這種策略對那些同時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，操作費用比較昂貴，而且處理結(jié)果會影響到水的口感和氣味。盡管這些方法已經(jīng)采用了多年，但處理過的水進入配送系統(tǒng)時，病原體依然存在。正是由于這個原因，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，在這個系統(tǒng)中，氯還可以和其它有機物發(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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