I en banbrytande upptäckt har forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) identifierat nyckelmekanismen genom vilken bakterier kan ta bort kvicksilverföroreningar från miljön. Detta fynd banar väg för utveckling av mer effektiva biosaneringsstrategier för att bekämpa kvicksilverkontamination.

Kvicksilver är en mycket giftig tungmetall som utgör betydande miljö- och hälsorisker. Det ackumuleras i näringskedjan och kan skada hjärnans utveckling hos barn. Bakteriemekanismer för kvicksilveravgiftning har studerats i åratal, men fram tills nu var hela bilden oklar.

MIT-teamet fokuserade på en typ av bakterier som kallas Shewanella oneidensis, som är känd för sin förmåga att tolerera höga nivåer av kvicksilver. Genom en kombination av genetisk analys och biokemiska experiment avslöjade forskarna de intrikata detaljerna i avgiftningsprocessen.

I hjärtat av mekanismen finns ett specialiserat enzym som kallas kvicksilverreduktas, som omvandlar giftiga kvicksilverjoner (Hg2+) till mindre skadligt elementärt kvicksilver (Hg0). Denna enzymatiska reaktion möjliggörs av närvaron av specifika ligander (molekyler som binder till metalljoner) som underlättar bindningen av kvicksilver till enzymet.

Ytterligare analys visade att denna avgiftningsväg regleras av en serie gener som svarar på förändringar i kvicksilverkoncentrationen i miljön. När de utsätts för höga nivåer av kvicksilver, uppreglerar bakterierna uttrycket av gener som är involverade i produktionen av kvicksilverreduktas, vilket förbättrar deras förmåga att avgifta miljön.

"Vår upptäckt ger välbehövliga insikter om hur bakterier hanterar kvicksilverföroreningar", förklarar professor Julia Boville, senior författare till studien. "Med en djupare förståelse för avgiftningsmekanismerna kan vi nu designa mer effektiva biosaneringsstrategier och utnyttja kraften hos dessa bakterier för att ta itu med miljökontaminering av kvicksilver."

Teamet antyder att deras resultat har breda konsekvenser för utvecklingen av miljövänlig saneringsteknik. De föreställer sig att använda genetiskt modifierade bakterier eller deras enzymer för att förbättra avlägsnandet av kvicksilver från förorenade platser, vilket bidrar till en renare och hälsosammare framtid.

Ytterligare forskning behövs för att utforska de potentiella tillämpningarna av detta genombrott i olika miljöer och optimering av mikrobiellt baserade saneringsstrategier. Icke desto mindre markerar MIT-teamets upptäckt ett betydande framsteg i vår kamp mot de negativa effekterna av kvicksilverföroreningar.