Các nhà khoa học tại Đại học Macquarie, Úc đang phát triển một phương pháp đột phá nhằm loại bỏ Methylmercury – một hợp chất thủy ngân có độc tính cao thường có trong cá biển, bằng việc sử dụng cá và ruồi biến đổi gen khiến chúng hấp thụ và trung hòa chất độc này.

Được biết đến là một trong những chất ô nhiễm nguy hiểm nhất hiện có, methylmercury được thải vào môi trường thông qua các hoạt động công nghiệp như đốt than, và dễ dàng xâm nhập vào chuỗi thức ăn.

Các sinh vật thủy sinh hấp thụ methylmercury qua đường tiêu hóa và tích lũy trong cơ thể. Khi bị các sinh vật lớn ăn thịt, lượng chất độc di chuyển theo chuỗi thức ăn và tăng theo cấp số nhân. Khi ăn phải những con cá bị “ô nhiễm”, lượng độc tố trong cơ thể người sẽ gây nhiều hậu quả nghiêm trọng lâu dài cho hệ thần kinh, thận và thậm chí cả những đứa trẻ chưa ra đời.

Trước vấn đề đó, Tiến sĩ Kate Tepper và Phó Giáo sư Maciej Maselko đã biến đổi gen cá ngựa vằn (cá danio) và ruồi giấm bằng cách chèn các biến thể gen của vi khuẩn E. coli vào DNA của chúng. Quá trình này giúp sinh vật tạo ra enzyme chuyển đổi methylmercury thành thủy ngân nguyên tố, một dạng ít độc hại hơn.

Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã chứng minh rằng phần lớn thủy ngân nguyên tố bốc hơi khỏi cơ thể cá và ruồi. Đối với cá, lượng khí thể sẽ được thoát ra qua mang, da hoặc bài tiết qua nước tiểu và phân, giúp loại bỏ methylmercury mà không gây nguy hiểm cho môi trường.

"Khí thủy ngân có thể là một vấn đề trong một số khu vực thiết lập nhất định khi đạt đến mức cao hơn, nhưng trong môi trường thì nó quá loãng trong khí quyển của chúng ta để hoạt động như một chất độc", nữ tiến sĩ giải thích.

Hơn nữa, thủy ngân nguyên tố ít có tính khả dụng sinh học hơn methylmercury, có nghĩa là nó ít có xu hướng tích lũy trong cơ thể hơn nhiều. Do đó, những con cá và ruồi biến đổi gen tích lũy ít thủy ngân hơn một nửa so với những con khác trong nhóm.

Dạng ấu trùng của cá ngựa vằn biến đổi gen có dấu hiệu chọn lọc protein huỳnh quang màu lục lam trong mắt của chúng (Ảnh: Đại học Macquarie)

Cá và ruồi biến đổi gen cũng đã được thiết kế để không sinh sản trong tự nhiên, nhưng cần thêm nghiên cứu trước khi áp dụng rộng rãi. Trong các môi trường công nghiệp, ruồi hoặc các loài côn trùng biến đổi gen có thể được sử dụng để xử lý chất thải hữu cơ nhiễm thủy ngân.

"Chúng tôi háo hức với khả năng áp dụng công nghệ này để xử lý nước thải đã qua xử lý, vốn là nguồn thải gây ra khoảng 25% lượng thủy ngân trong môi trường", Tiến sĩ Tepper chia sẻ.