Nyligt identificeret mikrobiel proces kunne reducere toksiske methylkviksølvniveauer

Et hold ledet af Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory har identificeret en ny mikrobiel proces, der kan nedbryde giftigt methylkviksølv i miljøet, en grundlæggende videnskabelig opdagelse, der potentielt kan reducere kviksølvtoksicitetsniveauer og understøtte sundheds- og risikovurderinger.

Methylkviksølv er et neurotoksin, der dannes i naturen, når kviksølv interagerer med visse mikrober, der lever i jord og vandveje. Det akkumuleres i varierende niveauer i alle fisk - især store rovfisk som tun og sværdfisk - og, når det indtages i store mængder, kan potentielt forårsage neurologiske skader og udviklingsforstyrrelser, især hos børn.

En tidligere ORNL-ledet undersøgelse, udgivet i Videnskab i 2013, låste op for den genetiske kode, der fik videnskabsmænd til nøjagtigt at identificere mikrober, der er ansvarlige for produktionen af ​​methylkviksølv i miljøet. Efter dette fund, ORNL -teamet har nu opdaget, hvilke bakterier der udfører den omvendte proces, kaldet demethylering. Detaljer offentliggøres i Videnskabens fremskridt .

"Meget opmærksomhed har fokuseret på kviksølvmethylering eller hvordan methylkviksølv dannes, men få undersøgelser til dato har undersøgt mikrobiel demethylering, eller nedbrydning af methylkviksølv under miljørelevante forhold " sagde Baohua Gu, medforfatter og en teamleder i ORNL's Mercury Science Focus Area.

Bakterier kaldet metanotrofer lever af metangas og kan enten optage eller nedbryde methylkviksølv, eller begge. Metanotrofer er udbredt i naturen og findes i nærheden af ​​metan- og luftgrænseflader, og både metan og methylkviksølv dannes normalt i lignende anoxiske, eller iltmangel, miljøer.

For at udpege hvordan og hvilke metanotrofer der udfører demethylering, det ORNL-ledede team – sammen med methanotrof-eksperter fra University of Michigan og Iowa State University – undersøgte adfærden af ​​mange forskellige metanotrofer og brugte sofistikeret massespektrometri til at analysere methylkviksølvs optagelse og nedbrydning af disse bakterier. De opdagede, at metanotrofer som f.eks Methlyosinus trichosporium OB3b kan optage og nedbryde methylkviksølv, mens andre som f.eks Methylococcus capsulatus Bad optager kun methylkviksølv.

I begge tilfælde, bakteriernes interaktioner kan sænke kviksølvtoksicitetsniveauer i vand.

"Hvis det viser sig at være miljømæssigt signifikant gennem fremtidige undersøgelser, vores opdagelse af metanotrofernes adfærd kan være en ny biologisk vej til nedbrydning af methylkviksølv i naturen, " sagde Gu. Denne tilgang adskiller sig meget fra en tidligere anerkendt enzymatisk vej, som kun er effektiv ved meget høje kviksølvkoncentrationer.

De metanotrofer, der blev identificeret i denne undersøgelse, "åbner nye muligheder for at udforske, hvordan naturen afgifter methylkviksølv og kan forbedre vores forudsigelse af kviksølvtoksicitetsniveauer og understøtte bedre risikovurderinger og afhjælpningsindsats på kviksølvforureningssteder, " tilføjede Gu.