Группа под руководством Национальной лаборатории Ок-Риджа Министерства энергетики определила новый микробный процесс, который может расщеплять токсичную метилртуть в окружающей среде, что является фундаментальным научным открытием, которое потенциально может снизить уровни токсичности ртути и поддержать оценку здоровья и рисков..
Метилртуть - это нейротоксин, который образуется в природе при взаимодействии ртути с некоторыми микробами, обитающими в почве и водоемах. Он накапливается в различных количествах у всех рыб, особенно у крупных хищных рыб, таких как тунец и рыба-меч, и при употреблении в больших количествах потенциально может вызывать неврологические повреждения и нарушения развития, особенно у детей.
Предыдущее исследование под руководством ORNL, опубликованное в журнале Science в 2013 году, раскрыло генетический код, который позволил ученым точно идентифицировать микробы, ответственные за производство метилртути в окружающей среде. После этого открытия команда ORNL обнаружила, какие бактерии выполняют обратный процесс, называемый деметилированием. Подробности опубликованы в Science Advances.
«Большое внимание было уделено метилированию ртути или тому, как образуется метилртуть, но на сегодняшний день лишь немногие исследования изучали микробное деметилирование или расщепление метилртути в экологически значимых условиях», - сказал Баохуа Гу, соавтор и руководитель группы. в области исследований ртути ORNL.
Бактерии, называемые метанотрофами, питаются газообразным метаном и могут либо поглощать, либо расщеплять метилртуть, либо и то, и другое. Метанотрофы широко распространены в природе и существуют вблизи границ раздела метана и воздуха, а метан и метилртуть обычно образуются в аналогичных бескислородных средах или средах с дефицитом кислорода.
Чтобы определить, как и какие метанотрофы выполняют деметилирование, группа под руководством ORNL вместе с экспертами по метанотрофам из Мичиганского университета и Университета штата Айова исследовала поведение множества различных метанотрофов и использовала сложную масс-спектрометрию для анализа метилртути. поглощение и разложение этими бактериями. Они обнаружили, что метанотрофы, такие как Methlyosinus trichosporium OB3b, могут поглощать и расщеплять метилртуть, в то время как другие, такие как Methylococcus capsulatus Bath, поглощают только метилртуть.
В любом случае взаимодействие бактерий может снизить уровень токсичности ртути в воде.
«Если в ходе будущих исследований будет доказана экологическая значимость, наше открытие поведения метанотрофов может стать новым биологическим путем деградации метилртути в природе», - сказал Гу. Этот подход сильно отличается от ранее известного ферментативного пути, который эффективен только при очень высоких концентрациях ртути.
Метанотрофы, выявленные в этом исследовании, «открывают новые возможности для изучения того, как природа обезвреживает метилртуть, и могут улучшить наши прогнозы уровней токсичности ртути, а также улучшить оценку рисков и меры по устранению последствий на участках, загрязненных ртутью», - добавил Гу..