Ett team som leds av Department of Energy:s Oak Ridge National Laboratory har identifierat en ny mikrobiell process som kan bryta ner giftigt metylkvicksilver i miljön, en grundläggande vetenskaplig upptäckt som potentiellt skulle kunna minska kvicksilvertoxicitetsnivåerna och stödja hälso- och riskbedömningar.

Metylkvicksilver är ett nervgift som bildas i naturen när kvicksilver interagerar med vissa mikrober som lever i jord och vattendrag. Den ackumuleras i olika nivåer i alla fiskar – särskilt stora rovfiskar som tonfisk och svärdfisk – och, när de konsumeras i stora mängder, kan potentiellt orsaka neurologiska skador och utvecklingsstörningar, speciellt hos barn.

En tidigare ORNL-ledd studie, publiceras i Vetenskap under 2013, låste upp den genetiska koden som fick forskare att exakt identifiera mikrober som är ansvariga för produktion av metylkvicksilver i miljön. Efter detta fynd, ORNL-teamet har nu upptäckt vilka bakterier som utför den omvända processen, kallas demetylering. Detaljer publiceras i Vetenskapliga framsteg .

"Mycket uppmärksamhet har fokuserats på kvicksilvermetylering eller hur metylkvicksilver bildas, men få studier hittills har undersökt mikrobiell demetylering, eller nedbrytning av metylkvicksilver vid miljörelevanta förhållanden, " sa Baohua Gu, medförfattare och en teamledare i ORNL:s Mercury Science Focus Area.

Bakterier som kallas metanotrofer matar matangas och kan antingen ta upp eller bryta ned metylkvicksilver, eller båda. Metanotrofer är utbredda i naturen och finns nära metan- och luftgränssnitt, och både metan och metylkvicksilver bildas vanligtvis i liknande anoxiska, eller syrebrist, miljöer.

För att peka ut hur och vilka metanotrofer som utför demetylering, det ORNL-ledda teamet-tillsammans med metanotrofexperter från University of Michigan och Iowa State University-undersökte beteendet hos många olika metanotrofer och använde sofistikerad masspektrometri för att analysera metylkvicksilverupptag och sönderdelning av dessa bakterier. De upptäckte att metanotrofer som t.ex Methlyosinus trichosporium OB3b kan ta upp och bryta ned metylkvicksilver, medan andra som t.ex. Methylococcus capsulatus Bad tar bara upp metylkvicksilver.

I vilket fall, bakteriernas interaktioner kan sänka kvicksilvertoxicitetsnivåerna i vatten.

"Om det har visat sig vara miljömässigt viktigt genom framtida studier, vår upptäckt av metanotrofers beteende kan vara en ny biologisk väg för att bryta ned metylkvicksilver i naturen, ", sa Gu. Detta tillvägagångssätt skiljer sig mycket från en tidigare erkänd enzymväg, som endast är effektivt vid mycket höga kvicksilverhalter.

De metanotrofer som identifierades i denna studie "öppnar nya möjligheter att utforska hur naturen avgiftar metylkvicksilver och kan förbättra vår förutsägelse av kvicksilvertoxicitetsnivåer och stödja bättre riskbedömningar och saneringsinsatser på kvicksilverföroreningsplatser, "Tillade Gu.