När temperaturen stiger och amerikanerna svärmer till stranden, de slår på solskyddsmedel för att skydda mot solens skadliga UV -strålning som orsakar hudcancer. När de plaskar och simmar, få funderar på om kemikalierna i lotionerna och sprayerna är säkra för marina organismer som fiskar och koraller som lever i dessa kustzoner.

Den dåliga nyheten är att ökande bevis tyder på att vissa kemikalier i dessa strålningsfilter bleker korallerna och dödar fisk. Den goda nyheten är att det finns en grönare, renare och säkrare alternativ i arbetet.

De solskyddsmedel som är allmänt tillgängliga hör till två huvudkategorier:fysiska och kemiska. Fysiska solskyddsmedel innehåller små mineraler som fungerar som en sköld som avböjer solens strålar. Å andra sidan, kemiska solskyddsmedel använder många syntetiska föreningar som absorberar UV -ljus innan det når huden.

Killer kemikalier

Men dessa lotioner tvättas av i vatten. Till exempel, för varje tio, 000 besökare som leker i vågorna, cirka 4 kilo mineralpartiklar tvättas i strandvattnet varje dag. Dessa mineraler katalyserar produktionen av väteperoxid, ett välkänt blekmedel, i en koncentration som är tillräckligt hög för att skada marina organismer vid kusten. Faktiskt, upp till 14, 000 ton solskyddsmedel släpps ut i vattnet varje år. Aktiva ingredienser i dessa solskyddsmedel, mineraler och syntetiska organiska föreningar, sätter 10 procent av de globala reven under press, inklusive 40 procent av korallreven längs kusten.

En av dessa ingredienser är oxibenson, en syntetisk molekyl som vanligtvis används i kemiska solskyddsmedel och är känd för att vara giftig för koraller, alger, sjöborrar, fisk och däggdjur:En enda droppe av denna förening i över 4 miljoner liter vatten är redan tillräckligt för att äventyra organismer. Tyvärr, dess koncentration i kustvatten är redan betydligt högre än dess toxiska gräns, fast inte ännu dödligt, och kan påskynda korallblekning. För att rädda deras marina ekosystem från ytterligare förstörelse, lagstiftare på Hawaii antog en ny lag som förbjuder kemiska solskyddsmedel som innehåller oxibenson och en annan skadlig ingrediens, oktinoxat. Lagen träder i kraft 1 januari 2021.

Solskyddsmedel från alger

Att skydda oss mot UV -strålar är inget nytt. Många organismer inklusive mikrober, växter och djur har utvecklat sätt att skydda sig själva. Dessa organismer producerar små molekyler som absorberar UV -strålar och blockerar strålning från att komma in i celler och skada DNA. Till skillnad från fysiska och syntetiska kemiska solskyddsmedel, dessa naturligt tillgängliga föreningar är miljövänliga och biologiskt nedbrytbara. Som sådan, dessa naturprodukter har potential att vara säkrare föreningar för kommersiella solskyddsmedel.

I mitt laboratorium vid College of Pharmacy vid University of Florida, vi är intresserade av att kamma världen för naturligt förekommande kemikalier som har tillämpningar inom hälsa, jordbruk och miljö. Nyligen, mina kollegor och jag har upptäckt ett effektivare sätt att skörda shinorine - ett naturligt solskyddsmedel som produceras av mikrober som kallas cyanobakterier.

Shinorine tillhör en familj av naturprodukter, kallade mykosporinliknande aminosyror, och består av två aminosyror och ett socker. Många vattenlevande organismer utsatta för starkt solljus, som cyanobakterier och makroalger, producera shinorine och andra relaterade föreningar för att skydda sig mot solstrålning. Kosmetikindustrin infunderar redan produkter med shinorin som en viktig aktiv ingrediens. Kommersiella leveranser av shinorine kommer från marina rödalger som växer långsamt i stora tidvattenpooler som upplever frekventa miljöförändringar. Det betyder att konventionell extraktionsmetod är tidskrävande och oförutsägbar.

För att öka skenproduktionen, vi sökte en snabbt växande stam av cyanobakterier som skulle trivas under förutsägbara förhållanden. Detta krävde mycket arbete! Vi avkodade de genetiska ritningarna - genomer - av mer än 100 sorter av cyanobakterier från marina och markbundna ekosystem och valde ett, Fischerella sp. PCC9339, att odla i laboratoriet.

Till vår glädje, efter fyra veckor producerade denna stam shinorine, men tyvärr inte nog. För att producera mer överförde vi sedan en uppsättning gener som kodar för instruktionerna för att göra shinorine, i en sötvattencyanobakterie (från Berkeley, Kalifornien), Synechocystis sp. PCC 6803, som växer snabbt med bara vatten, koldioxid och solljus. Med hjälp av den konstruerade cyanobakterien, vi producerade en mängd shinorine som är jämförbar med den konventionella metoden - men vi gjorde det på bara några veckor istället för ett år som behövs för att odla röda alger.

Genom att utveckla metoden för att producera mer shinorine och andra UV-absorberande naturprodukter, vi hoppas kunna göra "gröna" solskyddsmedel mer tillgängliga - för att skydda vår hud och livet för de varelser vi är så sugna på att se.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.