Ny undersøgelse identificerer organisk stofsammensætning som en kritisk faktor, der styrer kviksølvmethylering

Den biologiske dannelse af neurotoksisk methylkviksølv er en gådefuld proces, der understøtter kviksølvrelaterede sundheds- og miljøfarer. Alligevel, de nøjagtige mekanismer og de faktorer, der styrer processen, er stadig ikke godt forstået. I en samarbejdsindsats, forskere ved Uppsala og Umeå Universitet viser nu, at dannelsen af ​​methylkviksølv i sediment styres af det organiske stofs molekylære sammensætning. Undersøgelsen er blevet offentliggjort i Naturkommunikation .

Forskere søger at forstå den udbredte forekomst af kviksølv (Hg) i miljøet, og især i fisk, på grund af de skadelige virkninger af kviksølvforbindelser på menneskers og andre dyrs sundhed. Det er hovedsageligt den methylerede form af kviksølv (methylkviksølv), der ophobes i vandfoderbaner. Eksponering for methylkviksølv, forekommer hovedsageligt gennem fiskeforbrug, kan påvirke de nervøse, reproduktiv, og immunsystemer hos hvirveldyr, herunder fisk, fugle, og mennesker.

Det er velkendt, at visse bakterier og archaea har evnen til at omdanne uorganisk kviksølv til methylkviksølv. Transformationen finder sted under de iltbegrænsede forhold, der typisk findes i vådområder og sedimenter, men forskere ved stadig ikke, hvordan kviksølvmethylering styres og påvirkes af de herskende miljøforhold. Nu, en ny undersøgelse fra Uppsala og Umeå Universitet viser, at den molekylære sammensætning af sedimentets organiske stof spiller en central rolle for kviksølvmetylering.

"Undersøgelsen repræsenterer et vigtigt skridt i retning af bedre forståelse af processerne på molekylært niveau, der kontrollerer methylkviksølvniveauer i boreale søer i en global skala. De nye oplysninger kan muligvis også muliggøre en mere højt løst og robust kortlægning og modellering af kviksølvrelaterede sundhedsfarer relateret til akvakultur og fiskeri "siger Andrea Garcia Bravo, postdoktor ved Limnology -programmet ved Uppsala Universitet og hovedforsker ved undersøgelsen.

Undersøgelsen er resultatet af et samarbejde mellem forskergrupperne for Stefan Bertilsson ved Uppsala universitet og Erik Björn ved Umeå universitet. Ved at spore transformationen af ​​isotopmærkede kviksølvforbindelser, forskerne kunne måle kviksølvmetyleringshastighederne i sedimenter fra forskellige svenske søer. Efterfølgende, den molekylære sammensætning af sedimentets organiske stof blev bestemt med en ny pyrolyse-massespektrometri metode udviklet af medforfatteren Julie Tolu.

"Det er velkendt, at det organiske stof er den vigtigste energikilde for de organismer, der udfører kviksølvmetylering, men den stærke kobling mellem specifikke organiske forbindelser og kviksølvmethyleringshastigheder overraskede os, ”siger Erik Björn, lektor ved Institut for Kemi ved Umeå Universitet.

Resultaterne viser, at organiske forbindelser, der stammer fra fytoplankton (f.eks. Fra cyanobakterielle blomster) er koblet til høj kviksølvmethylering. I modsætning, kulstofforbindelser fra vandskellet har ikke denne stimulerende effekt.

"I stedet, tilstedeværelsen af ​​sådanne organiske forbindelser i sedimenterne er forbundet med import af store mængder methylkviksølv dannet i de omgivende jord og vådområder, "forklarer Stefan Bertilsson, Professor ved Uppsala Universitet.