میکروب طراح نویدبخش کاهش جذب جیوه از غذاهای دریایی است

موش هایی که یک پروبیوتیک خوراکی حاوی این میکروب مهندسی شده دریافت کردند و با رژیم غذایی سرشار از ماهی تن آبی فین تغذیه شدند، سطوح متیل جیوه بسیار کمتری نسبت به انتظار داشتند که نشان می دهد این پروبیوتیک ممکن است در نهایت مصرف ماهی را برای انسان ایمن تر کند.

دانشمندان UCLA و UCSD آنزیم‌های سم‌زدایی متیل جیوه کدکننده DNA را در ژنوم یک باکتری فراوان روده انسان وارد کردند. باکتری های مهندسی شده، متیل جیوه را در روده موش ها سم زدایی کردند و به طور چشمگیری میزان رسیدن به بافت های دیگر مانند مغز و کبد را کاهش دادند.

موش هایی که یک پروبیوتیک خوراکی حاوی این میکروب مهندسی شده دریافت کردند و با رژیم غذایی سرشار از ماهی تن آبی فین تغذیه شدند، سطوح متیل جیوه بسیار کمتری نسبت به انتظار داشتند که نشان می دهد این پروبیوتیک ممکن است در نهایت مصرف ماهی را برای انسان ایمن تر کند.

محققان این آزمایش‌ها را با استفاده از موش‌های باردار انجام دادند و سطوح پایین‌تری از متیل جیوه در بافت‌های مادر و جنین و همچنین علائم کمتری از سمیت جیوه در مغز جنین مشاهده کردند.

دانشمندان در UCLA و مؤسسه اقیانوس شناسی اسکریپس در سن دیگو دریافتند که یک میکروب مهندسی شده روده می تواند متیل جیوه را سم زدایی کند، مقداری که وارد مغز می شود و جنین موش هایی که از رژیم غذایی غنی از ماهی تغذیه می شوند را کاهش دهد.

استادیار دانشگاه UCLA و مدیر مرکز میکروبیوم گودمن-لوسکین UCLA، Elaine Hsiao، نویسنده ارشد مقاله ای که این مطالعه را در مجله توصیف می کند، گفت: “ما این احتمال را در نظر می گیریم که افراد بتوانند از یک پروبیوتیک برای جبران خطر مصرف بیش از حد متیل جیوه استفاده کنند، به خصوص در دوران بارداری.” میزبان سلولی و میکروب.

جیوه آلاینده ای است که از منابع متعددی وارد آب می شود که بزرگترین آنها فعالیت های انسانی مانند سوزاندن زغال سنگ، استخراج و ذوب طلای صنعتی و ضایعات محصولات مصرفی است. در اقیانوس، جیوه به شکل سمی به نام متیل جیوه تبدیل می شود. همچنین زیست بزرگ‌نمایی می‌کند، به این معنی که غلظت متیل جیوه در بافت‌های حیوانی زنجیره غذایی را از خوردن جلبک‌ها به شکارچی‌های بالاتری مانند انسان افزایش می‌دهد.

این بدان معنی است که تمام متیل جیوه موجود در چیزی که یک موجود زنده می خورد به بافت های آن می رود و به هر چیزی که آن را می خورد منتقل می شود. موجودات نزدیک به بالای زنجیره غذایی خود، مانند ماهی تن آبی و انسان، تمام جیوه انباشته شده از حلقه های قبلی زنجیره را به دست می آورند. بنابراین، افرادی که عمدتاً غذاهای حاوی سطوح بالای جیوه مصرف می‌کنند، بیشتر در معرض خطر مسمومیت با جیوه و نقایص مادرزادی هستند.

یکی از نویسندگان و استادیار Scripps از Marine Biogeochemryup، گفت: “علیرغم تلاش های جهانی برای کاهش انتشار جیوه و تجمع در ماهی، انتظار نمی رود سطح متیل جیوه در غذاهای دریایی به این زودی کاهش یابد. ماهی برای بسیاری از مردم در سراسر جهان بخش اصلی و از نظر فرهنگی مهم است و ما امیدواریم که ادامه یابد.”

محققان Bacteroides thetaiotaomicron، یک باکتری به طور طبیعی فراوان در دستگاه گوارش انسان را با وارد کردن آنزیم‌های کدکننده DNA برای سم‌زدایی جیوه از یک باکتری خاکی مقاوم به جیوه، اصلاح کردند. پس از تأیید اینکه باکتری های مهندسی شده می توانند متیل جیوه را در یک لوله آزمایش پاک کنند، میکروبیوم های طبیعی روده موش ها را با باکتری های مهندسی شده جایگزین کردند و به طور خوراکی مقدار زیادی متیل جیوه را به یکباره تجویز کردند. موش‌ها تنها سه ساعت بعد سطوح پایین‌تری از متیل جیوه در روده‌های خود داشتند و این سطح به مدت چهار روز به کاهش خود ادامه داد، که نشان می‌دهد این باکتری به از بین بردن موثر متیل جیوه در روده کمک کرده است.

آنها سپس پرسیدند که آیا باکتری های مهندسی شده در کاهش سطوح بافتی متیل جیوه در زمانی که قرار گرفتن در معرض آن به تدریج از طریق مصرف معمول رژیم غذایی باشد، موثر است یا خیر. برای آزمایش این موضوع، محققان به موش‌ها به مدت چند روز با رژیم‌های غذایی حاوی ماهی تن بلوفین تغذیه کردند و دریافتند که این باکتری نه تنها جیوه موجود در روده را به همان اندازه کاهش می‌دهد، بلکه مقدار کمتری از آن وارد مغز و کبد می‌شود.

آنها سپس موش‌های باردار را آزمایش کردند و سطوح پایین‌تری از متیل جیوه در بافت‌های مادر و جنین و همچنین علائم کمتری از سمیت جیوه در مغز جنین پیدا کردند.

کریستی یو، نویسنده اول و محقق UCLA می گوید: «با کاهش متیل جیوه در رژیم غذایی در روده، باکتری های روده به حذف آن از بدن قبل از ورود به جریان خون مادر و دسترسی به فرزندان در حال رشد کمک کردند.

فرانسیسکو چاندرا، یکی از نویسندگان و محقق دانشگاه UCLA گفت: کاهش علائم سمیت در مغز جنین نشان می دهد که این باکتری در سطوحی عمل می کند که از نظر بیولوژیکی مرتبط هستند.

هنگامی که تیم آزمایشات را با ماهی قزل آلا، که حاوی سطوح پایین‌تری از متیل جیوه نسبت به ماهی تن آبی است، تکرار کرد، این باکتری نیز مؤثر بود.

در نهایت، آنها این باکتری را به عنوان یک پروبیوتیک خوراکی به موش هایی با میکروبیوم های دست نخورده دادند و همان رژیم ماهی تن آبی را به موش های آزمایش قبلی دادند. تحت این شرایط، باکتری‌های مهندسی‌شده همچنین در به حداقل رساندن میزان متیل جیوه وارد بافت‌ها بسیار مؤثر بودند، که نشان می‌دهد روزی می‌توان یک پروبیوتیک برای کاهش خطرات رژیم غذایی مبتنی بر ماهی تولید کرد.

این محققان با کمک مالی موسسه ملی بهداشت کودک و توسعه انسانی یونیس کندی شرایور حمایت شدند. موسسه ملی علوم بهداشت محیطی؛ بنیاد ملی علوم؛ شرکت تحقیقاتی برای پیشرفت علمی؛ بنیاد سیمونز؛ و بنیاد پاکارد

Hsiao و Schartup در حال کار برای بهبود کارایی این باکتری و نزدیک‌تر کردن آن به ترجمه به انسان هستند، تلاشی که ادامه بودجه فدرال برای آن حیاتی است.