基因改造厚的工程鱼和苍蝇可清除环境中的汞污染
甲基汞是众所周知的最危险的污染物之一,它通过工业活动(如烧煤)释放到环境中。不幸的是,甲基汞具有很高的生物可利用性,也就是说,水生生物在进食时很容易摄入甲基汞。 它穿过水生生物消化道的内壁,进入它们的组织,并在它们的一生中不断积累。
更糟糕的是,随着较小的生物被较大的生物吃掉,污染会顺着食物链往上走,并呈指数级增长。 最终,汞会进入食用受污染鱼类的人类体内。 随着这些人体内汞含量的增加,他们的神经系统、肾脏甚至胎儿都可能受到损害。
为了解决这个问题,澳大利亚麦考瑞大学的凯特-泰珀博士和马切伊-马瑟科副教授将目光投向了环境中已经存在的东西--鱼和苍蝇。
首席科学家 Kate Tepper 博士和 Maciej Maselko 副教授
科学家们对斑马鱼和果蝇进行了基因改造,将大肠杆菌的基因变体插入动物的DNA中。 这样做能使这些动物产生两种酶,将摄入的甲基汞转化为危害性小得多的元素汞。
实验室测试发现,大部分元素汞以气体形式从动物体内蒸发。 泰珀告诉我们,就斑马鱼而言,气体很可能是通过它们的鳃排出的,不过也可能是通过它们的皮肤、尿液或粪便排出的。 不管是哪种情况,它在开放环境中都不会构成危险。
她解释说:"在某些职业环境中,汞气体可能会成为一个问题,因为在这些环境中,汞的含量可能会更高,但在环境中,汞在我们的大气中过于稀释,不会成为一种毒素。"
转基因斑马鱼的幼体,眼睛中含有青色荧光蛋白选择标记
更重要的是,元素汞的生物可利用性比甲基汞低得多,这意味着元素汞在体内的蓄积趋势要小得多。 因此,改良鱼类和苍蝇体内积累的汞不到对照组同类的一半。
这些动物也被改造成不能繁殖,但在它们被释放到环境中之前,还需要进行更多的研究。 尽管如此,这些苍蝇或其他昆虫也可以在工业环境中找到用武之地。
泰珀说:"我们对这项技术的一个应用感到兴奋,那就是改造昆虫,使其能够处理通常被汞污染的有机废物,在封闭的工业设施中,汞气体可以被捕获并从生物圈中清除。"例如,这些昆虫可以处理经过处理的污水,据估计,全世界有四分之一的汞是由污水排放到环境中的。"
关于这项研究的论文最近发表在Nature Communications杂志上,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)和澳大利亚研究理事会合成生物学卓越中心(ARC Centre of Excellence in Synthetic Biology)的科学家也参与了这项研究。