来自加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所和加州大学洛杉矶分校的研究人员宣布，他们创造了一种工程菌，能够将海鲜中存在的有毒形式的汞——甲基汞——转化为毒性较低的形式，这些形式更容易从人体中排出。
研究团队发现，经过改造的微生物 Bacteroides thetaiotaomicron 能够在消化道内消除甲基汞，从而使小鼠体组织和粪便中的甲基汞水平在短短12小时内降低。该微生物作为解毒疗法的基础，可能有助于减少高孕期饮食中甲基汞暴露导致的儿童神经功能障碍的风险。
研究结果于5月1日发表在《细胞宿主与微生物》期刊上。
汞是一种污染物，通过多种途径进入水中，其中最大的来源是人类活动，如燃煤、手工金矿开采和冶炼以及消费产品废弃物。在海洋中，汞被转化为一种有毒形式，称为甲基汞。甲基汞还会生物放大，即动物组织中的甲基汞浓度随着食物链从藻食性动物到顶级捕食者（如人类）而增加。因此，主要食用高汞含量食物的人面临更高的汞中毒风险。
研究共同资深作者、斯克里普斯海洋研究所的海洋生物地球化学家Amina Schartup表示，尽管卫生官员特别建议孕妇避免某些海鲜，但对于世界上许多妇女来说，鱼类是她们唯一的蛋白质和重要微量营养素来源。
“尽管全球都在努力减少汞排放及其在鱼类中的积累，但预计短期内海鲜中的甲基汞水平不会下降。鱼仍然是许多人饮食中主要且文化上重要的部分，我们希望它继续如此。”Schartup说。
“我们设想人们可以通过服用益生菌来抵消摄入过多甲基汞的风险，尤其是在怀孕期间。”加州大学洛杉矶分校副教授兼古德曼-卢斯金微生物组中心主任Elaine Hsiao说。
Schartup和来自加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院及综合生物学和生理学系的同事们进行了这项研究。他们在2021年相识，当时Schartup加入了由科学研究促进协会（RCSA）主办的Scialog项目，该项目聚集了对各种研究主题感兴趣的科学家。在那里，她遇到了加州大学洛杉矶分校的研究共同资深作者Elaine Hsiao。Hsiao是微生物组研究领域的领军人物，特别是在母胎健康方面。他们提出了一个想法并获得了RCSA的种子资金，以更好地了解微生物对抗人类汞毒性的潜力。
“我花了多年时间研究海洋和海产品中的汞污染，主要是‘坏消息’方面的科学。”Schartup说。“随着时间的推移，我开始感到沮丧，因为只是诊断问题而不提供任何解决方案。我申请加入Scialog的‘微生物组、神经生物学和疾病’计划。我是队列中唯一的海洋学家，并接受了关于肠脑轴的速成课程。”
研究团队着手寻找能够脱甲基化甲基汞的细菌菌株。经过多次试验后，加州大学洛杉矶分校博士生Kristie Yu设计了一种对肠道友好的细菌，该细菌配备了特定的基因序列，使其能够在小鼠体内高效地脱甲基化——或去除——甲基汞。Schartup优化了测量该细菌有效性的分析方法。
这项研究补充了其他测试生物工程策略以减少高汞含量海产品威胁的研究。这些研究表明，其他类型的细菌如大肠杆菌可以有效去除另一种毒性较低的汞形式——二价汞。然而，只有该团队改造的 B. thetaiotaomicron 在活体中展示了对甲基汞神经毒性的效果，这是人类饮食中的主要形式。
“要实现我们在这里所做的事情，需要一个真正的多学科团队，没有什么比看到这么多非常不同的学科汇聚在一起，提出我们希望有一天能成为现实世界解决方案的东西更令人兴奋的了。”Schartup说。
Hsiao和Schartup正在努力提高这种细菌的有效性，并逐步向人类应用迈进，这一目标需要持续的联邦资金支持。由于国立卫生研究院现在面临预算削减的提议，像这样的项目正处于危险之中。
除了Schartup、Hsiao和Yu之外，研究作者还包括加州大学洛杉矶分校综合生物学和生理学系的Franciscus Chandra、Elena J. Coley-O'Rourke、Anna Novoselov、Delanie Finnigan、Jorge Paramo和Arlene Lopez-Romero；斯克里普斯海洋研究所的Erik Paulson；以及加州大学洛杉矶分校大卫·格芬医学院的David Zhang和Tien S. Dong。研究人员得到了尤妮斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所、国家环境卫生科学研究所、国家科学基金会、RCSA、西蒙斯基金会和帕卡德基金会的支持。
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