Η πιο τοξική μορφή υδραργύρου που συσσωρεύεται στα ψάρια και καταναλώνεται από εμάς

Τα μικρόβια δημιουργούν την πιο τοξική μορφή υδραργύρου που συσσωρεύεται στα ψάρια και στη συνέχεια καταναλώνεται από τον άνθρωπο.

Ο μεθυλυδράργυρος – που συγκεντρώνεται στα ψάρια και στη συνέχεια καταναλώνεται από τους ανθρώπους – είναι ένας βασικός παράγοντας που συμβάλλει στη δηλητηρίαση από τον υδράργυρο. Τώρα, οι ερευνητές αποκάλυψαν νέες λεπτομέρειες για τον τρόπο με τον οποίο τα μικρόβια παράγουν μεθυλυδράργυρο, κάτι που ενδεχομένως παρέχει πληροφορίες για στρατηγικές αποκατάστασης. Από: Dwayne Meadows / NOAA/NMFS/OPR / Flickr.

Ο υδράργυρος είναι ένα εξαιρετικά τοξικό χημικό στοιχείο, και παρόλο που είναι επικίνδυνο στη στοιχειακή του μορφή, γίνεται ιδιαίτερα επιβλαβής όταν μετατρέπεται σε μεθυλυδράργυρο . Αυτή η ένωση, που συσσωρεύεται σε θαλάσσιους οργανισμούς, μπορεί να εισέλθει στην τροφική αλυσίδα και να προκαλέσει σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία, επηρεάζοντας ιδιαίτερα τη νευρολογική ανάπτυξη των εμβρύων και των παιδιών.

Η σοβαρότητα έγκειται στο γεγονός ότι μικρές ποσότητες μεθυλυδραργύρου μπορούν να προκαλέσουν μόνιμη νευρολογική βλάβη . Δυστυχώς, ο μεθυλυδράργυρος εισέρχεται κυρίως στο σώμα μας μέσω της κατανάλωσης ψαριών και οστρακοειδών, όπου έχει συγκεντρωθεί καθώς ανεβαίνει στην τροφική αλυσίδα. Παρά τις επιστημονικές προσπάθειες, καμία αποτελεσματική λύση δεν έχει υπάρξει μέχρι στιγμής για την απομάκρυνση αυτής της τοξίνης από τα τρόφιμα και το περιβάλλον μας.

Πρόσφατα, ωστόσο, μια ομάδα ερευνητών έκανε ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση των διαδικασιών που μετατρέπουν τον υδράργυρο σε μεθυλυδράργυρο. Χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ υψηλής ενέργειας στο Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) του SLAC National Accelerator Laboratory, εντόπισαν έναν απροσδόκητο παίκτη σε αυτή τη διαδικασία: ένα μόριο που ονομάζεται S-adenosyl-L-methionine (SAM), το οποίο φαίνεται να παίζει βασικό ρόλο στον μετασχηματισμό του υδραργύρου. Τα ευρήματα της μελέτης, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences , θα μπορούσαν να ανοίξουν νέους δρόμους για την ανάπτυξη στρατηγικών αποκατάστασης για τη μείωση των συγκεντρώσεων μεθυλυδραργύρου στο περιβάλλον και τα τρόφιμα.

Η Δρ. Riti Sarangi, επιστήμονας του προγράμματος Structural Molecular Biology στο SSRL και συν-συγγραφέας της μελέτης, εξήγησε ότι μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις ήταν να κατανοήσουμε πώς η μεθυλίωση του υδραργύρου συμβαίνει βιολογικά. Χωρίς αυτή τη θεμελιώδη κατανόηση, είναι δύσκολο να προχωρήσουμε στη δημιουργία αποτελεσματικών στρατηγικών για την καταπολέμηση του προβλήματος του μεθυλυδραργύρου στα υδάτινα οικοσυστήματα.

Για να αντιμετωπίσουν αυτό το ζήτημα, οι ερευνητές της SSRL εστίασαν τις προσπάθειές τους στη μελέτη της δραστηριότητας του συστήματος πρωτεΐνης HgcAB, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή του υδραργύρου σε μεθυλυδράργυρο σε ορισμένους μικροοργανισμούς . Ωστόσο, η HgcAB είναι μια εξαιρετικά ευαίσθητη πρωτεΐνη και υπάρχει σε πολύ μικρές ποσότητες στα μικρόβια, γεγονός που καθιστά ιδιαίτερα δύσκολη τη μελέτη της.

Μετά από μια δεκαετία συνεργασίας, επιστήμονες από διάφορα πανεπιστήμια και εργαστήρια, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Steve Ragsdale στο Πανεπιστήμιο του Michigan, ανέπτυξαν ένα πρωτόκολλο που τους επέτρεψε να λάβουν μια σταθερή ποσότητα HgcAB. Με αυτή την τεχνική, θα μπορούσαν να φέρουν την καθαρισμένη πρωτεΐνη στο SSRL, όπου μελετήθηκε χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία απορρόφησης ακτίνων Χ, μια προηγμένη μέθοδο που επιτρέπει τη λεπτομερή παρατήρηση των μοριακών δομών. Αυτή η τεχνολογία ήταν απαραίτητη, καθώς τα δείγματα HgcAB είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στο φως και το οξυγόνο και οποιαδήποτε έκθεση θα μπορούσε να απενεργοποιήσει τη δραστηριότητά τους.

Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων SSRL, η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε ότι, σε αντίθεση με προηγούμενες πεποιθήσεις, η ομάδα μεθυλίου που εμπλέκεται στον μετασχηματισμό του υδραργύρου δεν προέρχεται από μεθυλτετραϋδροφολικό, ένα μόριο που συνήθως εμπλέκεται σε αντιδράσεις μεταφοράς ομάδας μεθυλίου σε ζωντανούς οργανισμούς, αλλά από SAM. Αυτό το εύρημα ήταν εκπληκτικό, καθώς επισημαίνει έναν διαφορετικό βιοχημικό μηχανισμό από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως και υποδηλώνει ότι το SAM παίζει κρίσιμο ρόλο στην παραγωγή μεθυλυδράργυρου.

Ο καθηγητής Ragsdale πρότεινε ότι αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να εμπνεύσει την ανάπτυξη αναλόγων SAM που παρεμβαίνουν στην παραγωγή μεθυλυδραργύρου στα υδάτινα οικοσυστήματα. Η ιδέα θα ήταν να σχεδιαστούν παρόμοια μόρια που αναστέλλουν τη μετατροπή του υδραργύρου στη μεθυλιωμένη του μορφή , κάτι που θα μπορούσε να είναι μια πολλά υποσχόμενη στρατηγική για τη μείωση της ποσότητας μεθυλυδραργύρου στο περιβάλλον και, κατά συνέπεια, στα τρόφιμα.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα techexplorist

K. Zheng, K.W. Rush, S.S. Date, A. Johs, et al., S-adenosyl-L-methionine is the unexpected methyl donor for the methylation of mercury by the membrane-associated HgcAB complex, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 121 (47) e2408086121, doi.org/10.1073/pnas.2408086121

https://www.techexplorist.com/microbes-create-toxic-mercury/93043/