设计微生物在减少海鲜中汞吸收方面展现潜力Designer microbe shows promise for reducing mercury absorption from seafood

环球医讯 / 硒与微生态来源:phys.org美国 - 英语2025-05-01 23:00:00 - 阅读时长3分钟 - 1251字
加州大学洛杉矶分校和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的科学家发现,一种经过工程改造的肠道细菌能够分解甲基汞,从而减少摄入富含鱼类饮食的小鼠大脑和发育中的胎儿中的甲基汞含量。研究人员设想未来人们可以通过服用益生菌来抵消过量摄入甲基汞的风险,特别是在怀孕期间。
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设计微生物在减少海鲜中汞吸收方面展现潜力

加州大学洛杉矶分校和加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的科学家发现,一种经过工程改造的肠道细菌能够分解甲基汞,从而减少摄入富含鱼类饮食的小鼠大脑和发育中的胎儿中的甲基汞含量。

“我们设想未来人们可以通过服用益生菌来抵消过量摄入甲基汞的风险,尤其是在怀孕期间。”加州大学洛杉矶分校古德曼-卢斯金微生物中心的副教授兼主任Elaine Hsiao说,她是描述这项研究的《细胞宿主与微生物》杂志上发表的一篇论文的资深作者。

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、手工艺品金矿开采和冶炼,以及消费品废弃物。在海洋中,汞会转化为一种有毒形式,称为甲基汞。它还会生物放大,这意味着从藻类食者到顶级捕食者(如人类)的食物链中,动物组织中的甲基汞浓度会增加。

这意味着一个生物体所吃的所有甲基汞都会进入其组织,并传递给吃它的生物。处于食物链顶端的生物,如蓝鳍金枪鱼和人类,会积累所有前一环节累积的汞。因此,主要食用高汞含量食物的人群面临更高的汞中毒和出生缺陷风险。

“尽管全球努力减少汞排放及其在鱼类中的积累,但预计短期内海产品中的甲基汞水平不会下降。鱼类仍然是世界上许多人的主要和文化上重要的食物来源,我们希望这种情况继续下去。”共同资深作者、斯克里普斯海洋生物地球化学副教授Amina Schartup说。

研究人员对人类消化道中自然丰富的细菌Bacteroides thetaiotaomicron进行了改造,插入了一种耐汞土壤细菌中的汞解毒酶编码DNA。

在确认改造后的细菌可以在试管中清除甲基汞后,他们用改造后的细菌替换了小鼠的天然肠道微生物组,并一次性口服大量甲基汞。仅三小时后,小鼠肠道中的甲基汞水平就降低了,并且这种降低持续了四天,表明细菌有助于有效地消除肠道中的甲基汞。

接下来,研究团队测试了当通过常规饮食逐渐暴露于甲基汞时,改造后的细菌是否仍然有效。为此,研究人员在几天内给小鼠喂食蓝鳍金枪鱼饮食,发现不仅肠道中的甲基汞水平同样降低,而且进入大脑和肝脏的甲基汞也减少了。

他们随后测试了怀孕小鼠,发现母体和胎儿组织中的甲基汞水平较低,胎儿大脑中的汞毒性迹象也较少。

“通过在肠道中减少饮食中的甲基汞,肠道细菌帮助在甲基汞进入母体血液并影响发育中的后代之前将其从体内排出。”第一作者、加州大学洛杉矶分校研究员Kristie Yu说。

合著者、加州大学洛杉矶分校研究员Franciscus Chandra表示,胎儿大脑中较低的毒性迹象表明该细菌在生物学上有重要意义。

当研究团队重复实验,使用甲基汞含量低于蓝鳍金枪鱼的鲑鱼时,该细菌同样有效。

最后,他们将细菌作为口服益生菌给予具有完整微生物组的小鼠,并喂以与之前实验相同的蓝鳍金枪鱼饮食。在这种条件下,改造后的细菌也非常有效地减少了进入组织的甲基汞量,这表明有一天可以开发出一种益生菌来减少基于鱼类饮食的风险。

Hsiao和Schartup正在努力提高该细菌的效力,并使其更接近于应用于人类。


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