Метилртуть – нейротоксин, который образуется в природе, когда ртуть взаимодействует с определенными микробами, живущими в почве и водоемах. Он накапливается в разном количестве у всех видов рыб, особенно у крупных хищных рыб, таких как тунец и рыба-меч, и при употреблении в больших количествах потенциально может вызвать неврологические нарушения 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 мало исследований изучали микробное деметилирование или разложение метилртути в экологически значимых условиях», – сказал Баохуа Гу, соавтор и руководитель группы ORNL Mercury Science Focus Площадь.
Бактерии, называемые метанотрофами, питаются метаном и могут поглощать или расщеплять метилртуть, либо и то, и другое. Метанотрофы широко распространены в природе и существуют вблизи границ раздела метан и воздух, и как метан, так и метилртуть обычно образуются в аналогичных бескислородных или кислородно-дефицитных средах.
Чтобы определить, как и какие метанотрофы осуществляют 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 поглощения и разложения метилртути. 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 доказано экологическое значение, наше открытие поведения метанотрофов может стать новым биологическим путем разложения метилртути в природе», – сказал Гу. Этот подход сильно отличается от ранее признанного ферментативного пути, который эффективен только при очень высоких концентрациях ртути.
Метанотрофы, выявленные в этом исследовании, «открывают новые возможности для изучения того, как природа детоксифицирует метилртуть, и могут улучшить наши прогнозы уровней токсичности ртути и поддержать более точные оценки рисков и меры по восстановлению мест загрязнения ртутью», – добавил Гу.