Een team onder leiding van het Oak Ridge National Laboratory van het Department of Energy heeft een nieuw microbieel proces geïdentificeerd dat toxisch methylkwik in het milieu kan afbreken. een fundamentele wetenschappelijke ontdekking die mogelijk de toxiciteitsniveaus van kwik zou kunnen verlagen en gezondheids- en risicobeoordelingen zou kunnen ondersteunen.

Methylkwik is een neurotoxine dat in de natuur wordt gevormd wanneer kwik in wisselwerking staat met bepaalde microben die in de bodem en in waterwegen leven. Het hoopt zich op verschillende niveaus op in alle vissen, met name grote roofvissen zoals tonijn en zwaardvis, en, wanneer het in grote hoeveelheden wordt geconsumeerd, kan mogelijk neurologische schade en ontwikkelingsstoornissen veroorzaken, vooral bij kinderen.

Een eerdere ORNL-geleide studie, gepubliceerd in Wetenschap in 2013, ontgrendelde de genetische code die wetenschappers ertoe bracht microben nauwkeurig te identificeren die verantwoordelijk zijn voor de productie van methylkwik in het milieu. Naar aanleiding van deze bevinding, het ORNL-team heeft nu ontdekt welke bacteriën het omgekeerde proces uitvoeren, demethylering genoemd. Details worden gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang .

"Veel aandacht is gericht op kwikmethylering of hoe methylkwik zich vormt, maar tot op heden hebben weinig studies microbiële demethylering onderzocht, of de afbraak van methylkwik onder milieurelevante omstandigheden, " zei Baohua Gu, co-auteur en een teamleider in ORNL's Mercury Science Focus Area.

Bacteriën die methanotrofen worden genoemd, voeden zich met methaangas en kunnen methylkwik opnemen of afbreken, of allebei. Methanotrofen zijn wijdverbreid in de natuur en komen voor in de buurt van methaan- en luchtinterfaces, en zowel methaan als methylkwik worden gewoonlijk gevormd in vergelijkbare anoxische, of zuurstofarm, omgevingen.

Om uit te zoeken hoe en welke methanotrofen demethylering uitvoeren, het door ORNL geleide team - samen met methanotrofe-experts van de Universiteit van Michigan en Iowa State University - onderzocht het gedrag van veel verschillende methanotrofen en gebruikte geavanceerde massaspectrometrie om de opname en afbraak van methylkwik door deze bacteriën te analyseren. Ze ontdekten dat methanotrofen zoals Methlyosinus trichosporium OB3b kan methylkwik opnemen en afbreken, terwijl anderen zoals Methylococcus capsulatus Bad neemt alleen methylkwik op.

In elk geval, de interacties van de bacteriën kunnen de kwiktoxiciteit in water verlagen.

"Als door toekomstige studies bewezen is dat het belangrijk is voor het milieu, onze ontdekking van het gedrag van methanotrofen zou een nieuwe biologische route kunnen zijn voor het afbreken van methylkwik in de natuur, " zei Gu. Deze benadering verschilt sterk van een eerder erkende enzymatische route, die alleen effectief is bij zeer hoge kwikconcentraties.

De methanotrofen die in deze studie zijn geïdentificeerd "openen nieuwe mogelijkheden om te onderzoeken hoe de natuur methylkwik ontgift en zouden onze voorspelling van kwiktoxiciteitsniveaus kunnen verbeteren en betere risicobeoordelingen en herstelinspanningen op locaties met kwikverontreiniging kunnen ondersteunen, ’ voegde Gu eraan toe.