Usuwanie rtęci ze środowisko mogą ułatwić ryby i muszki owocowe
Przez dziesiątki lat rtęć osadzała się w jeziorach i oceanach, gdzie nieustannie gromadzi się w rybach i we wszystkim, co je zjada – w tym w ludzkich organizmach. To narażenie milionów osób na działanie toksycznej substancji uszkadzającej układ nerwowy i rozrodczy „zawsze wydawało się problemem nie do rozwiązania”, mówi Kate Tepper, badaczka odbywająca staż podoktorski na Macquarie University w Australii. Szukając sposobu ograniczenia tego zanieczyszczenia, Tepper i jej współpracownicy zmodyfikowali genetycznie danio pręgowanego i muszki owocowe tak, aby przekształcały metylortęć – która „bioakumuluje się”, wiąże z tkanką mięśniową i zwiększa stężenie w miarę przesuwania się w górę łańcucha pokarmowego – w mniej szkodliwą rtęć pierwiastkową, odparowującą z organizmu w postaci gazu.
Naukowcy wprowadzili do zarodków ryb i much geny bakterii Escherichia coli, odpowiedzialne za produkcję enzymu katalizującego proces przemiany. Jak donosi „Nature Communications”, zmodyfikowane danio zawierały o 64% mniej metylortęci niż ich naturalne odpowiedniki, a u muszek owocowych poziom ten był niższy o 83%. Autorzy badania uważają, że małe, odporne na rtęć ryby mogłyby pełnić funkcję samoczyszczącej podstawy łańcucha pokarmowego i chronić większe ryby, ptaki i ludzi. Zmodyfikowane owady mogłyby natomiast usuwać rtęć ze środowiska, żywiąc się ściekami i odpadami z rybołówstwa w zamkniętych obiektach.
Zespół Tepper nie jest pierwszym, który promuje bioremediację, czyli wykorzystanie procesów biologicznych do usuwania zanieczyszczeń. Wcześniejsze badania wykazały, że rośliny z określonymi genami bakteryjnymi (a także same bakterie) są potężnymi detoksykatorami. Jednak te organizmy nie mogą dotrzeć do zanieczyszczeń już nagromadzonych w rybach. Wyposażając zwierzęta w takie enzymy, mówi Tepper, „celujesz w rtęć tam, gdzie jej działanie jest najbardziej szkodliwe”.
Robert Mason, badacz systemów wodnych z University of Connecticut, który nie brał udziału w badaniu, twierdzi, że zmodyfikowane zwierzęta mogłyby pomóc zahamować bioakumulację w skali lokalnej. Ale wskazuje też ograniczenie, pojawiające się nawet w małych projektach oczyszczania: rtęć pierwiastkowa może z powrotem przekształcać się w metylortęć po uwolnieniu do atmosfery. W przypadku owadów przetwarzających odpady organiczne w zamkniętych obiektach można by zastosować filtry do wychwytywania rtęci, natomiast w przypadku ryb rozwiązanie byłoby już mniej oczywiste.
Mason i Tepper zgadzają się, że ryby najlepiej byłoby wprowadzać w miejscach silnie skażonych. Tepper ma nadzieję, że będzie można nimi zarybiać jeziora w pobliżu ognisk zanieczyszczenia rtęcią, powstałych w miejscach rzemieślniczego wydobywania złota w Afryce, Indonezji i Amazonii – regionach, gdzie wiele osób żyje z rybołówstwa.
Najpierw jednak badacze muszą opracować zabezpieczenia ograniczające rozprzestrzenianie się genetycznie modyfikowanych organizmów. Tepper wyobraża sobie przyszłe próby terenowe w małych jeziorach, być może z użyciem sterylizowanych ryb, tak aby naukowcy mogli testować niezamierzone skutki ekologiczne w kontrolowanym środowisku.
Takie testy to kwestia lat. Ale pewnego dnia, sugeruje Tepper, wiele szkodliwych substancji – takich jak mikroplastiki, farmaceutyki czy PFAS (perfluorinated alkylated substance, związki perfluoroalkilowe oraz polifluoroalkilowe, tzw. wieczne chemikalia) – mogłoby zostać zneutralizowanych dzięki modyfikacjom genomu. „To dowód wykonalności koncepcji wykorzystania zwierząt do bioremediacji – mówi. – Potencjalnie dałoby się w ten sposób usuwać wiele różnych zanieczyszczeń.”