Występujący powszechnie grzyb o nazwie Metarhizium robertsii usuwa rtęć z gleby oraz wody - słonej i słodkiej, a także chroni rośliny przed wchłanianiem tej toksyny. Naukowcy dodatkowo zmodyfikowali go genetycznie, by jeszcze działał skuteczniej.
Zanieczyszczenie wód i gleby rtęcią stwarza zagrożenie dla zdrowia ludzi na skalę globalną. Naukowcy z University of Maryland i Zhejiang University odkryli, że w poradzeniu sobie z tym niebezpieczeństwem pomóc może prosty organizm - grzyb Metarhizium robertsii.
"W projekcie kierowanym przez dr Fanga odkryliśmy, że Metarhizium powstrzymuje rośliny przed wchłanianiem rtęci. Nawet jeśli zostały zasadzone w zanieczyszczonej glebie, rośliny rosły normalnie i nadawały się do jedzenia. Co więcej, grzyb samodzielnie potrafi szybko unieszkodliwiać rtęć zarówno ze słodkiej, jak i ze słonej wody" - mówi prof. Raymond St. Leger z z University of Maryland.
Grzyb znany już był już z tego, że jako jeden z niewielu organizmów był znajdowany w toksycznej glebie, np. w kopalniach rtęci. Często też żyje na korzeniach roślin i może chronić je przed szkodnikami. Do tej pory jednak nikt nie sprawdził, w jaki sposób organizm radzi sobie z rtęcią, ani, czy ta jego zdolność ma znaczenie dla roślin, na których żyje.
Teraz badacze znaleźli w mikroorganiźmie dwa geny podobne do tych, które pewnym bakteriom pozwalają radzić sobie z rtęcią. Odkryli też np., że pokryta grzybem kukurydza równie dobrze rosła w czystej glebie, jak i zanieczyszczonej metalem ciężkim. Organizm działał tak skutecznie, że w samej roślinie nie było rtęci.
Kiedy natomiast naukowcy usunęli z grzyba dwa wspomniane geny, pokryta nim kukurydza uprawiana w glebie z rtęcią ginęła.
W dalszych eksperymentach wszczepili te geny innemu grzybowi, który wcześniej nie był odporny na rtęć. Po takiej modyfikacji organizm zachowywał się podobnie, jak Metarhizium.
Geny te - jak zauważyli później badacze - kodują enzymy rozkładające silnie toksyczne, organiczne formy rtęci i zamieniające je w mniej trujące związki nieorganiczne.
Na koniec badacze zmienili grzyba tak, aby geny te stały się jeszcze aktywniejsze i umieszczony w słodkiej oraz w słonej wodzie grzyb oczyszczał ją w ciągu 48 godzin. W dalszych badaniach chcą przetestować grzyba na chińskich polach z kukurydzą i innymi roślinami uprawnymi.
Obecne metody usuwania rtęci z takich obszarów wymagają użycia również toksycznych substancji, które następnie trzeba usuwać przed rozpoczęciem jakichkolwiek upraw. To kosztowna i czasochłonna metoda.
"Grzyb chroni rośliny w taki sposób, że pozwala im rosnąć w zanieczyszczonym rtęcią środowisku. To jedyny znany mikroorganizm, który można w ten sposób wykorzystać. Bakterie, które rozkładają związki rtęci, nie rosną bowiem na roślinach. Można sobie wyobrazić zwykłe zanurzanie nasion roślin w Metarhizium i uprawę roślin chronionych przed rtęcią w glebie" - wyjaśnia prof. Leger.
Grzyb może mieć jednak szersze zastosowania - może pomóc w oczyszczaniu z rtęci mokradeł czy zbiorników i cieków wodnych.
Jak podkreślają naukowcy, ma to szczególne znaczenie w obliczu zmian klimatu, kiedy to roztapiająca się wieczna zmarzlina uwalnia do wody i gleby toksyczne substancje, w tym związki rtęci.
Więcej informacji na stronie publikacji źródłowej (https://dx.doi.org/10.1073/pnas.2214513119). (PAP)
Marek Matacz
mat/ zan/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
