Rtuť a její sloučeniny patří mezi jedny z nejnebezpečnějších polutantů životního prostředí. Byť je tento prvek přirozenou součástí zemské kůry a do biosféry se dostává běžnými geotektonickými jevy, průmyslová aktivita lidstva doposud vedla ke zvýšení koncentrace rtuti o 450 % nad její přirozené množství.

Velkým problémem je především bioakumulace organických sloučenin rtuti v potravním řetězci. Elementární rtuť (Hg0), která je velmi těkavá, se dostává do atmosféry, kde je abioticky oxidovaná na tzv. anorganickou rtuť (Hg2+). Ta se pak vrací do vodních zdrojů, půdy a rostlin, kde dále podléhá methylaci prostřednictvím metabolické aktivity anaerobních mikroorganismů.

Organická methylrtuť je po požití živočichy rychle a účinně absorbována v jejich zažívacím traktu – do organismu se takto asimiluje přes 80 % zkonzumovaného množství. Jakmile se methylrtuť dostane do těla, je prakticky nemožné se jí zbavit. Sloučenina je navíc schopna překonávat hematoencefalickou bariéru a prostupovat placentou, takže poškozuje nervový, kardiovaskulární, reprodukční i imunitní systém dotyčného jedince i případného plodu.

Z hlediska člověka je největším problémem kontaminace vodního prostředí, a to především v oblastech, které jsou závislé na rybolovu. Methylrtuť se vodou nejen dobře šíří, ale je rychle absorbována přítomnými rybami, přes které se dostává potravním řetězcem až do lidské populace. Kromě samotného negativního vlivu na člověka vede kontaminace rtutí ke snižování biodiverzity, a to i v tak významných oblastech, jako je národní park Everglades (Florida, USA), jezero Murray (Papua Nová Guinea), či povodí Amazonky.

Není tedy divu, že se jako lidstvo snažíme organické rtuti co nejúčinněji zbavit. V současnosti existuje několik metod založených na bioremediaci kontaminovaného prostředí prostřednictvím geneticky modifikovaných mikroorganismů a rostlin. Ty však mohou být použity pouze v oblastech, kde je rtuť přítomná volně v prostředí, nelze se tak zbavit organické rtuti, která je akumulovaná v rybách a dalších organismech.

S novým přístupem přišel australský vědecký tým pod vedením docenta Maselky. Ten použil dva mikrobiální enzymy z mer operonu kódovaného bakteriemi, které jsou přirozeně rezistentní vůči rtuti, a to lyázu MerB a reduktázu MerA. Tato kombinace vede k postupné přeměně methylrtuti až na plynnou elementární rtuť Hg0. Pomocí genetických modifikací vědci dané geny vložili jednak do octomilky obecné (Drosophila melanogaster) pro bioremediaci kontaminovaného odpadu, a také do dánia pruhovaného (Danio rerio), které může být použito pro dekontaminaci vody. Exprese enzymů v těchto organismech vedla ke snížení celkové koncentraci rtuti v daných jedincích o 64-83 %. Plynná Hg0 z nich jednoduše vytěkala. Zbývající rtuť navíc byla v anorganické formě (Hg2+), která podléhá výrazně nižší bioakumulaci než forma organická. Výzkum publikovaný v časopise Nature communications tedy můžeme prohlásit za velice úspěšný.

Je však jisté, že jsme teprve na začátku – využití geneticky modifikovaných živočichů pro bioremediaci je spojeno s rozsáhlým testováním, aby byl celý proces nejen co nejefektivnější, ale především bezpečný. Mimo jiné je např. nutno zajistit, aby se tyto organismy nemohly volně rozmnožovat a křížit s nemodifikovanými partnery. U hmyzu se navíc často používají geneticky modifikované nelétavé varianty, které však mají nižší životaschopnost. Kromě toho je také nutné, aby využití takovýchto živočichů bylo regulováno na legislativní úrovni.
Zdroje článku: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56145-w

Zdroj: Biotrin, ilustrační foto (rtuť): MŽP