16 نوامبر 2024 -توسط کریس پاتریک، آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC-متیل جیوه – که در ماهی ها متمرکز شده و سپس توسط مردم مصرف می شود – یک عامل کلیدی در مسمومیت با جیوه است. اکنون، محققان جزئیات جدیدی از نحوه تولید متیل جیوه توسط میکروب‌ها فاش کرده‌اند که به طور بالقوه راهبردهای اصلاحی را اطلاع‌رسانی می‌کند. اعتبار: دواین میدوز، NOAA/NMFS/OPR
جیوه فوق‌العاده سمی است، اما زمانی که به متیل جیوه تبدیل می‌شود خطرناک می‌شود – شکلی به قدری مضر که فقط چند میلیاردم گرم می‌تواند باعث آسیب عصبی شدید و پایدار به جنین در حال رشد شود. متأسفانه، متیل جیوه اغلب از طریق غذاهای دریایی راه خود را به بدن ما باز می کند – اما زمانی که در غذا و محیط زیست ما باشد، هیچ راه آسانی برای خلاص شدن از شر آن وجود ندارد.
اکنون، محققان با استفاده از پرتوهای پرانرژی ایکس در منبع نور تابش سنکروترون استانفورد (SSRL) در آزمایشگاه ملی شتابدهنده SLAC در وزارت انرژی ایالات متحده، یک بازیگر غیرمنتظره اصلی در مسمومیت با متیل جیوه – مولکولی به نام S-adenosyl-L-methion شناسایی کرده اند. (SAM).
نتایج منتشر شده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم می تواند به محققان کمک کند تا راه های جدیدی برای مقابله با مسمومیت با متیل جیوه پیدا کنند.
ریتی سارنگی، دانشمند ارشد در برنامه زیست‌شناسی مولکولی ساختاری SSRL و یکی از نویسندگان مقاله، می‌گوید: «هیچ‌کس نمی‌دانست که جیوه چگونه از نظر بیولوژیکی متیله می‌شود. قبل از اینکه بتوانیم یک استراتژی موثر برای اصلاح متیل جیوه ایجاد کنیم، باید این فرآیند اساسی را درک کنیم. این مطالعه گامی به سوی آن است.
موضوع مقاله جدید یک معمای باریک اما اساسی در مورد چگونگی تولید متیل جیوه است. دانشمندان می‌دانستند که بیشتر جیوه‌ای که ما مصرف می‌کنیم از انتشارات صنعتی شروع می‌شود که راه خود را به داخل آب‌ها باز می‌کند، جایی که میکروب‌ها آن را به متیل جیوه تبدیل می‌کنند. این شکل در ماهی – و در نهایت ما – در حالی که به سمت شبکه غذایی حرکت می کند متمرکز می شود.
با این حال، محققان مطمئن نبودند که چگونه میکروارگانیسم ها متیل جیوه را می سازند. سارنگی گفت، یک عامل مخدوش‌کننده کلیدی این است که سیستم پروتئینی که جیوه را به متیل جیوه تبدیل می‌کند، به نام HgcAB، تنها در مقادیر بسیار کم در میکروب‌ها وجود دارد و جمع‌آوری و خالص‌سازی آن برای مطالعه را بسیار دشوار می‌کند. همچنین بسیار سخت است: کوچکترین قرار گرفتن در معرض اکسیژن و نور HgcAB را غیرفعال می کند.
در تلاشی 10 ساله و همکاری در سراسر آزمایشگاه‌ها و دانشگاه‌های ملی، استیو راگزدیل، استاد دانشگاه میشیگان، دانشجوی فارغ‌التحصیل او کاترین راش، که اکنون استادیار دانشگاه آبرن است، و دانشیار فوق‌دکتری، کای‌وان ژنگ، پروتکل جدیدی را برای تولید HgcAB پایدار به اندازه کافی توسعه دادند. در نهایت بررسی شود که چگونه جیوه را به متیل جیوه تبدیل می کند.
راگسدیل گفت: “ما با بسیاری از پروتئین‌های بسیار دشوار کار کرده‌ایم، اما این پروتئین هر چیزی را داشت که اگر می‌خواستید پروتئین را خالص کنید، نمی‌خواهید آن را داشته باشید. بسیار پیچیده بود.”
هنگامی که تیم HgcAB کافی را خالص کرد، نمونه‌ها را – که توسط نیتروژن مایع خنک می‌شد و از نور محافظت می‌شد – به SSRL برای اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی جذب اشعه ایکس منتقل کردند. در آنجا، ماکون آبرناتی، دانشمند SSRL، از روشی به نام طیف‌سنجی ساختار ظریف جذب اشعه ایکس برای مطالعه HgcAB استفاده کرد.
سارنگی گفت: «تجهیزات طیف‌سنجی اشعه ایکس SSRL به ویژه برای مطالعه نمونه‌های بیولوژیکی مجهز هستند و دارای سیستم‌های آشکارساز قدرتمندی هستند که می‌توانند سیگنال‌های بسیار ضعیف نمونه‌های پروتئین فوق‌رقیق مانند این‌ها را شناسایی کنند.
در حالی که مطالعات قبلی فرض می‌کردند که گروه متیل مورد بحث از متیل تتراهیدروفولات، یک اهداکننده متیل رایج در واکنش‌های سلولی، به دست آمده است، مطالعه جدید نشان می‌دهد که به جای آن توسط SAM اهدا شده است. محققان گفتند که نتایج، که بر بازیگران اصلی تولید متیل جیوه محدود می‌شود، می‌تواند به توسعه استراتژی‌های اصلاح محیطی کمک کند.
راگسدیل گفت: “هیچ کس هنوز آن را امتحان نکرده است، اما شاید بتوان آنالوگ های SAM را توسعه داد که بتواند متیل جیوه را در محیط بررسی کند.”
