一种隐藏的去甲基化途径从水稻中去除汞

2024-04-19 15:20:32
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核心提示:在自然环境中,甲基汞的脱甲基作用在很大程度上减轻了人类对甲基汞的暴露,在此过程中,这种强效神经毒素在进入人类食物网之前转化为毒性较小的无机形式。

  全球对强效神经毒素甲基汞的担忧已经持续了几十年。进入生物圈后,甲基汞沿着食物链有效转移,使其浓度增加到1000万倍。即使是低水平的饮食暴露于这种普遍存在的毒素,也会对人类造成不可逆转的神经损伤、降低新生儿的智商。据报道,在中国、欧洲国家和美国,甲基汞暴露每年分别导致智商下降2420000点、600000点和264000点,从而导致每年约7.3美元、11美元和50亿美元的经济损失。水稻已被确定为甲基汞的主要膳食来源,并造成中国内陆高达96%的甲基汞暴露。更重要的是,大米是婴儿即食配方奶粉中最常见的食物成分,约占婴儿接触甲基汞的一半,与成年人相比,这使他们面临更大的风险。

  在自然环境中,甲基汞的脱甲基作用在很大程度上减轻了人类对甲基汞的暴露,在此过程中,这种强效神经毒素在进入人类食物网之前转化为毒性较小的无机形式。光解和微生物脱甲基是环境中公认的甲基汞脱甲基的两种途径,可有效减少可用于生物累积的甲基汞量。尽管几十年来在理解地表水、土壤和土壤中光和微生物介导的去甲基化方面进行了研究并取得了进展,但植物在降解甲基汞方面的作用仍不清楚,在很大程度上被忽视。

  近日,Wenli团队用富集的汞同位素示踪剂方法探索了水稻植株中甲基汞的去甲基化,发现了水稻中一种不依赖于光和微生物的甲基汞去甲基化的隐藏途径,这一自然途径是由体内产生的活性氧驱动的,它将甲基汞迅速转化为无机汞,然后以气态汞的形式从植物中消除汞。如果没有这一途径,稻米中的甲基汞浓度将增加2.4至4.7倍,相当于主要稻米消费国每个新生儿的智商损失0.01至0.51分,相当于全球每年经济损失307至842亿美元。该途径的发现可以有效地去除了人类食物网中的汞,在减少汞暴露和全球汞循环中发挥了重要作用。

  参考文献:DOI: 10.1038/s43016-023-00910-xWENLI T, XU B, YANG Z, et al. A hidden demethylation pathway removes mercury from rice plants and mitigates mercury flux to food chains [J]. Nature Food, 2024.

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