Un nuevo hallazgo podría servir de base para estrategias de remediación
El mercurio es extraordinariamente tóxico, pero se vuelve especialmente peligroso cuando se transforma en metilmercurio, una forma tan dañina que apenas unas mil millonésimas de gramo pueden causar graves daños neurológicos y duraderos a un feto en desarrollo.
Lamentablemente, el metilmercurio suele llegar a nuestro organismo a través de los productos marinos, pero una vez que está en los alimentos y en el medio ambiente, no hay forma sencilla de eliminarlo.
Ahora, aprovechando los rayos X de alta energía de la Fuente de Luz de Radiación Sincrotrón de Stanford (SSRL) en el Laboratorio de Aceleradores Nacionales SLAC del Departamento de Energía de los EE. UU., los investigadores han identificado un importante e inesperado factor en el envenenamiento por metilmercurio: una molécula llamada S-adenosil-L-metionina (SAM).
Los resultados podrían ayudar a los investigadores a encontrar nuevas formas de abordar el envenenamiento por metilmercurio.
"Nadie sabía cómo se metila biológicamente el mercurio", dijo Riti Sarangi, científica senior del programa de Biología Molecular Estructural de SSRL y coautora del artículo. "Necesitamos comprender ese proceso fundamental antes de poder desarrollar una estrategia eficaz para remediar el problema del metilmercurio. Este estudio es un paso en esa dirección".
El nuevo artículo aborda un estrecho pero esencial misterio sobre cómo se produce el metilmercurio. Los científicos sabían que la mayor parte del mercurio que consumimos proviene de emisiones industriales que llegan a los cuerpos de agua, donde los microbios lo convierten en metilmercurio. Esa forma se concentra en los peces (y, en última instancia, en nosotros) a medida que avanza en la cadena alimentaria.
Aún así, los investigadores no estaban seguros de cómo producen metilmercurio los microorganismos. Un factor de confusión clave, dijo Sarangi, es que el sistema proteínico que convierte el mercurio en metilmercurio, llamado HgcAB, está presente solo en cantidades muy pequeñas en los microbios, lo que hace que sea extremadamente difícil recolectarlo y purificarlo lo suficiente para estudiarlo. También es extremadamente delicado: la más mínima exposición al oxígeno y la luz desactiva el HgcAB.
Imagen: Mecanismo propuesto para la metilación enzimática del mercurio catalizada por HgcAB.
En un esfuerzo que abarcó 10 años y colaboraciones entre laboratorios y universidades nacionales, el profesor de la Universidad de Michigan, Steve Ragsdale, su estudiante de posgrado Katherine Rush, ahora profesora asistente en la Universidad de Auburn, y el asociado postdoctoral Kaiyuan Zheng desarrollaron un nuevo protocolo para producir suficiente HgcAB estable para finalmente investigar cómo se transforma el mercurio en metilmercurio.
"Hemos trabajado con muchas proteínas muy difíciles, pero ésta tenía todo lo que no querrías tener en una proteína si quisieras purificarla. Era muy complicada", dijo Ragsdale.
Una vez que el equipo purificó suficiente HgcAB, transportaron las muestras (enfriadas con nitrógeno líquido y protegidas de la luz) a SSRL para realizar mediciones de espectroscopia de absorción de rayos X. Allí, el científico asociado de SSRL Macon Abernathy utilizó un método llamado espectroscopia de estructura fina de absorción de rayos X extendida para estudiar HgcAB.
"Las instalaciones de espectroscopia de rayos X de SSRL están especialmente equipadas para estudiar muestras biológicas y cuentan con potentes sistemas de detección que pueden resolver las señales extremadamente débiles de muestras de proteínas ultra diluidas como estas", dijo Sarangi.
Aunque estudios anteriores plantearon la hipótesis de que el grupo metilo en cuestión provenía del metiltetrahidrofolato, un donante de metilo común en las reacciones celulares, el nuevo estudio descubre que en realidad fue donado por SAM. Los investigadores dijeron que los resultados, que se centran en los principales actores en la producción de metilmercurio, podrían ayudar en el desarrollo de estrategias de remediación ambiental.
"Nadie lo ha probado todavía, pero tal vez se podrían desarrollar análogos de SAM que podrían abordar el problema del metilmercurio en el medio ambiente", dijo Ragsdale.
La investigación se ha publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences: S-adenosyl-L-methionine is the unexpected methyl donor for the methylation of mercury by the membrane-associated HgcAB complex
