Инженерная кишечная бактерия снижает всасывание ртути из морепродуктов
Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Океанографического института Скриппса (UC San Diego) создали модифицированный кишечный микроб, способный детоксифицировать метилртуть. В экспериментах на мышах, получавших диету, богатую рыбой, эта бактерия уменьшила количество токсина, попадающего в мозг и развивающиеся плоды.
Проблема ртути в пищевой цепи
Ртуть, попадающая в воду в результате деятельности человека (сжигание угля, добыча золота, отходы), в океане превращается в высокотоксичную метилртуть. Это соединение биомагнифицируется — его концентрация в тканях животных возрастает по мере продвижения вверх по пищевой цепи. Хищные рыбы, такие как голубой тунец, и люди, которые их едят, накапливают всю ртуть, собранную предыдущими звеньями цепи.
"Несмотря на глобальные усилия по сокращению выбросов ртути, уровень метилртути в морепродуктах в ближайшее время не снизится. Рыба остается важной частью рациона для многих людей", — отмечает соавтор работы, доцент Амина Шартуп.
Создание "микроба-защитника"
Ученые модифицировали бактерию Bacteroides thetaiotaomicron, которая в норме обильно присутствует в пищеварительном тракте человека. В ее ДНК встроили гены, кодирующие ферменты для детоксикации ртути, взятые у устойчивой к ртути почвенной бактерии.
Результаты экспериментов на мышах
- Острое отравление: Мышам с полностью замененным микробиомом на модифицированные бактерии однократно дали высокую дозу метилртути. Уже через три часа уровень токсина в кишечнике начал снижаться, и этот эффект продолжался четыре дня.
- Диета с тунцом: Когда мышей кормили диетой с голубым тунцом в течение нескольких дней, модифицированные бактерии не только снижали уровень ртути в кишечнике, но и уменьшали ее попадание в мозг и печень.
- Беременность: У беременных мышей с такими бактериями уровень метилртути был ниже как в тканях матери, так и плода. Также в мозге плода наблюдалось меньше признаков токсичности ртути. "Бактерии помогали выводить метилртуть из организма до того, как она попадала в кровоток матери и достигала развивающегося потомства", — пояснила первый автор Кристи Ю.
- Пробиотик: Когда модифицированные бактерии давали в виде орального пробиотика мышам с нетронутым естественным микробиомом, они также эффективно минимизировали попадание метилртути в ткани.
Перспективы
"Мы представляем возможность, что люди, особенно беременные, смогут принимать пробиотик, чтобы снизить риск от потребления слишком большого количества метилртути", — сказала старший автор работы, доцент Элейн Сяо.
Исследователи сейчас работают над повышением эффективности бактерии и приближением технологии к применению у людей.