Terwijl de temperaturen stijgen en Amerikanen naar het strand zwermen, ze smeren op zonnebrandcrème om te beschermen tegen de schadelijke UV-straling van de zon die huidkanker veroorzaakt. Terwijl ze spetteren en zwemmen, weinigen denken erover na of de chemicaliën in de lotions en sprays veilig zijn voor mariene organismen zoals de vissen en koralen die in deze kustgebieden leven.

Het slechte nieuws is dat steeds meer bewijs suggereert dat bepaalde chemicaliën in deze stralingsfilters de koralen bleken en vissen doden. Het goede nieuws is dat er een groenere, schoner en veiliger alternatief in de maak.

De algemeen beschikbare zonnefilters behoren tot twee hoofdcategorieën:fysisch en chemisch. Fysieke zonnebrandmiddelen bevatten minuscule mineralen die fungeren als een schild dat de zonnestralen afbuigt. Anderzijds, chemische zonnebrandmiddelen gebruiken veel synthetische verbindingen die UV-licht absorberen voordat het de huid bereikt.

Killer chemicaliën

Maar deze lotions wassen af ​​in water. Bijvoorbeeld, voor elke 10, 000 bezoekers dartelen in de golven, er wordt per dag ongeveer 4 kilogram minerale deeltjes in het strandwater gespoeld. Deze mineralen katalyseren de productie van waterstofperoxide, een bekend bleekmiddel, in een concentratie die hoog genoeg is om mariene kustorganismen te schaden. In feite, tot 14, Jaarlijks komt er 000 ton zonnebrandmiddelen in het water terecht. Actieve ingrediënten in deze zonnefilters, mineralen en synthetische organische verbindingen, 10 procent van de wereldwijde riffen onder druk zetten, waaronder 40 procent van de koraalriffen langs de kust.

Een van deze ingrediënten is oxybenzone, een synthetisch molecuul dat vaak wordt gebruikt in chemische zonnebrandmiddelen en waarvan bekend is dat het giftig is voor koralen, algen, zee-egels, vissen en zoogdieren:Een enkele druppel van deze verbinding in meer dan 4 miljoen gallons water is al genoeg om organismen in gevaar te brengen. Helaas, de concentratie in kustwater is al aanzienlijk hoger dan de toxische limiet, hoewel nog niet dodelijk, en kan koraalverbleking versnellen. Om hun mariene ecosysteem te redden van verdere vernietiging, wetgevers in Hawaï hebben een nieuwe wet aangenomen die chemische zonnefilters verbiedt die oxybenzone en een ander schadelijk ingrediënt bevatten, octinoxaat. De wet gaat in op 1 januari 2021.

Zonnebrandcrème tegen algen

Onszelf beschermen tegen UV-stralen is niets nieuws. Veel organismen, waaronder microben, planten en dieren hebben manieren ontwikkeld om zichzelf te beschermen. Deze organismen produceren kleine moleculen die UV-stralen absorberen en voorkomen dat straling cellen binnendringt en het DNA beschadigt. In tegenstelling tot fysische en synthetische chemische zonnefilters, deze natuurlijk beschikbare verbindingen zijn milieuvriendelijk en biologisch afbreekbaar. Als zodanig, deze natuurlijke producten hebben het potentieel om veiligere verbindingen te zijn voor commerciële zonnefilters.

In mijn laboratorium in het College of Pharmacy aan de Universiteit van Florida, we zijn geïnteresseerd in het kammen van de wereld voor natuurlijk voorkomende chemicaliën die toepassingen hebben in de gezondheid, landbouw en milieu. Onlangs, mijn collega's en ik hebben een efficiëntere manier ontdekt om shinorine te oogsten - een natuurlijke zonnebrandcrème die wordt geproduceerd door microben die cyanobacteriën worden genoemd.

Shinorine behoort tot een familie van natuurlijke producten, genaamd mycosporine-achtige aminozuren, en bestaat uit twee aminozuren en één suiker. Veel waterorganismen die worden blootgesteld aan sterk zonlicht, zoals cyanobacteriën en macroalgen, produceren shinorine en andere verwante verbindingen om zichzelf te beschermen tegen zonnestraling. De cosmetica-industrie doordrenkt al producten met shinorine als een belangrijk actief ingrediënt. Commerciële leveringen van shinorine komen van mariene rode algen die langzaam groeien in grote getijdenpoelen die frequente veranderingen in het milieu ondergaan. Dat betekent dat de conventionele extractiemethode tijdrovend en onvoorspelbaar is.

Om de productie van sinorine op te voeren, we zochten een snelgroeiende stam van cyanobacteriën die zou gedijen onder voorspelbare omstandigheden. Dit heeft veel werk gekost! We hebben de genetische blauwdrukken – genomen – van meer dan 100 soorten cyanobacteriën uit mariene en terrestrische ecosystemen gedecodeerd en er één geselecteerd, Fischerella sp. PCC9339, te kweken in het laboratorium.

Tot onze vreugde, na vier weken produceerde deze soort shinorine, maar helaas niet genoeg. Om meer te produceren, hebben we een reeks genen overgedragen die coderen voor de instructies om shinorine te maken, in één zoetwatercyanobacterie (uit Berkeley, Californië), Synechocystis sp. PCC6803, die snel groeit met alleen water, koolstofdioxide en zonlicht. Met behulp van de gemanipuleerde cyanobacterie, we hebben een hoeveelheid shinorine geproduceerd die vergelijkbaar is met de conventionele methode - maar we hebben het in slechts een paar weken gedaan in plaats van een jaar dat nodig is om rode algen te kweken.

Door de methode te bevorderen om meer shinorine en andere UV-absorberende natuurlijke producten te produceren, we hopen "groene" zonnefilters meer beschikbaar te maken - om onze huid en het leven van de wezens die we zo graag willen zien te beschermen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.