Rice University-forskare har upptäckt en bakterieburen gen som hjälper till att bryta ned en form av dioxan, en grundvattenförorening och misstänkt cancerframkallande. Upptäckten kan ligga till grund för ett välbehövligt verktyg för att avgöra hur förorenade områden ska behandlas.

Forskning av rislabbet av civil- och miljöingenjör Pedro Alvarez hittade ett nytt genkluster i Mycobacterium dioxanotrophicus PH-06, en mögelliknande bakterie som kan använda 1, 4-dioxan som sin enda källa till kol och energi. Mikroben upptäcktes 2009 i sedimentet av en dioxanförorenad flod i Sydkorea.

I en tidigare studie, Rice-teamet avkodade bakteriens fullständiga genomsekvens. Även om den tydligt matade på dioxan, den innehöll inte en väl studerad gen som hittats i en annan mikrob som är känd för att initiera bionedbrytning av dioxan.

Men hela genomsekvensen avslöjade närvaron av ett nytt propanmonooxygenas-genkluster som uttrycker ett enzym som forskarna sa sannolikt också kommer att initiera bionedbrytning av dioxan. "Detta är viktigt eftersom det visar att dioxan-nedbrytande gener är mer olika än tidigare uppskattat, sa Alvarez.

Den nya studien visas i American Chemical Society-tidskriften Environmental Science &Technology Letters.

Dioxan har använts i stor utsträckning som stabilisator för klorerade lösningsmedel och finns vanligen som en samförorening på tusentals förorenade platser, enligt forskarna. Kemikalien är mycket löslig i vatten, läcker lätt ut i grundvattnet och är resistent mot naturlig biologisk nedbrytning, sa Alvarez.

Han sa att upptäckten borde hjälpa miljöingenjörer att hitta det bästa sättet att behandla förorenat grundvatten.

"Nuvarande tillvägagångssätt för sanering av platsen som 'pump and treat' eller in situ kemisk oxidation är inte lämpliga för stora och utspädda dioxanplymer som råder på tusentals förorenade platser, " sade han. "För sådana plymer, monitored natural attenuation (MNA) kan vara det mest kostnadseffektiva tillvägagångssättet.

"Dock, MNA är underutnyttjat på dioxanpåverkade platser eftersom vi saknar tillförlitliga analysverktyg för att stödja beslut att välja det eller förkasta det, " han sa.

Genklustret skulle kunna användas som en sond för att testa förekomsten av dioxannedbrytare i grundvattnet. Om nedbrytare är närvarande, platsen kan vara bäst att lämna för att eliminera dioxan naturligt, dock med fortsatt övervakning. Genklustret ger en grund för att minimera falska negativa effekter när man letar efter dioxannedbrytare på kontaminerade platser, sa Alvarez.

"Det finns ett akut behov av dessa molekylära verktyg ur ekonomisk synvinkel, ", sa han. "Vår nya gensond kan upplysa ett omdömesgillt MNA-val och undvika betydande utgifter i samband med dyra och marginellt effektiva saneringsalternativ."