Zo filteren zaden van de Moringa oleifera drinkwater

[univers]

Schoon drinkwater is voor honderden miljoenen aardbewoners niet binnen handbereik. Gelukkig is er hoop. Maak kennis met de Moringa oleifera!

De Moringa oleifera wordt ook wel de wonderboom genoemd. Deze boom komt vooral voor in tropische en subtropische gebieden met een steppeklimaat. De bladeren en vruchten van de boom hebben een hoge voedingswaarde en medicinale eigenschappen, maar vooral de zaden zijn bijzonder.


De zaden van de Moringa oleifera kunnen namelijk water zuiveren. Gooi deze zaden in een glas met vervuild water en tot 98 procent van de onzuiverheden en micro-organismen wordt uit het water gehaald. De oude Egyptenaren hadden dit al in de gaten. Zij verpletterden de zaden en gooiden het goedje vervolgens in troebel water. Het resultaat: helder en schoon drinkwater.

Maar wat is geheim van deze zaden? Wetenschappers ontdekten in 2010 dat een proteïne in deze zaden bacteriën doodt door ze te verzamelen in groepen. Deze clusters zinken vervolgens naar de bodem.

Membranen lijmen
In een nieuw paper in Langmuir onthullen onderzoekers van de Penn State Universiteit dat de laatste vraag is beantwoord: hoe doodt de proteïne bacteriën? De proteïne lijmt de membranen van verschillende bacteriën aan elkaar. Een membraan beschermt een cel, dus wanneer deze verdedigingswal wordt neergehaald, is dat een slecht teken voor een bacterie.

Regenseizoen
De onderzoekers hebben tevens het beste tijdstip bepaald om de zaden te oogsten. De proteïnen kunnen de meeste bacteriën en onzuiverheden filteren wanneer de zaden volwassen zijn. Dat is tijdens het regenseizoen. De wetenschappers willen de Moringa oleifera planten in gebieden waar geen of weinig schoon drinkwater is. Daarnaast is het handig dat andere delen van de boom eetbaar zijn, waardoor gemeenschappen maximaal profiteren van deze boom

Filteren
Hoewel de zaden van de wonderboom vervuild drinkwater kunnen filteren, kan het water niet lang worden bewaard. “Het probleem is dat het schoongemaakte water altijd nog organische materie bevat”, vertelt wetenschapper Stephanie Velegol. “Dit organische materiaal is eigenlijk voedsel voor micro-organismen. En dat is een probleem, want het schoongemaakte water kan niet lang worden opgeslagen zonder dat het weer verontreinigd raakt.” In 2012 bedachten Velegol en haar collega’s een methode om water te zuiveren en ook zuiver te houden. Ze haalden het betreffende stofje uit de zaden van de wonderboom. Dit stofje doodt micro-organismen en bindt zich aan sedimenten. Ze voegden het stofje toe aan zand. Dit zand doodt nu dus bacteriën en haalt sedimenten uit het water. “Ons idee was om de proteïne die verantwoordelijk is voor het schoonmaken van het water in zand te adsorberen. Dat stelt ons in staat om het organische materiaal weg te spoelen. Het zand zelf is in staat om het water schoon te maken zonder dat er organisch materiaal aan het schoongemaakte water wordt toegevoegd.”

A cationic protein isolated from the seeds of the Moringa oleifera tree has been extensively studied for use in water treatment in developing countries and has been proposed for use in antimicrobial and therapeutic applications. However, the molecular basis for the antimicrobial action of this peptide, Moringa oleifera cationic protein (MOCP), has not been previously elucidated. We demonstrate here that a dominant mechanism of MOCP antimicrobial activity is membrane fusion. We used a combination of cryogenic electron microscopy (cryo-EM) and fluorescence assays to observe and study the kinetics of fusion of membranes in liposomes representing model microbial cells. We also conducted cryo-EM experiments on E. coli cells where MOCP was seen to fuse the inner and outer membranes. Coarse-grained molecular dynamics simulations of membrane vesicles with MOCP molecules were used to elucidate steps in peptide adsorption, stalk formation, and fusion between membranes.


http://www.scientias.nl/zo-filteren-zad ... rinkwater/

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs ... ir.5b00015