Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2019

Živo srebro spreminja izražanje genov

Anonim

Živo srebro, ugotovljeno v zelo nizkih koncentracijah v vodi, je koncentrirano vzdolž celotne prehranske verige, od alg preko zooplanktona do majhnih rib in do največjih rib - tistih, ki jih jemo. Živo srebro povzroča hude in nepopravljive nevrološke motnje pri ljudeh, ki so uživali visoko onesnažene ribe. Ker vemo o ekstremni toksičnosti elementa, kaj se zgodi še naprej po prehrambeni verigi, vse do tistih mikroalg, ki so prva stopnja in prehod za živo srebro? Z uporabo orodij molekularne biologije je ekipa raziskovalcev z Univerze v Ženevi (UNIGE), Švica, to vprašanje prvič obravnavala. Znanstveniki so izmerili način, kako živo srebro vpliva na izražanje genov alg, čeprav je njegova koncentracija v vodi zelo nizka, primerljiva z evropskimi standardi varstva okolja. Več o raziskavi UNIGE v znanstvenih poročilih .

oglas


Raziskovalno skupino UNIGE vodi Vera Slaveykova, profesorica za okoljsko biogeokemijo in ekotoksikologijo na oddelku FA Forel za okoljske in vodne znanosti ter podpredsednica šole za zemeljske in naravoslovne znanosti Univerze v Mariboru. Znanstveniki so izbrali zeleno mikroalgažo, ki meri le šest mikronov za deset, znano kot Chlamydomonas reinhardtii . Alga je bila izbrana ne zaradi barve ali dveh plaščev, ki jih uporablja za plavanje, temveč zato, ker je od vseh primarnih proizvajalcev v vodnem okolju na najnižji ravni prehranske verige prehranjevalne verige ta genom v celoti zaporedje. Razpoložljivost teh genomskih podatkov je omogočila primerjavo genovske ekspresije alg, izpostavljenih različnim koncentracijam živega srebra in določanje s tem povezanih učinkov.

Merkur moti presnovo alg

Raziskovalci so lahko analizirali transkriptoma mikroalg, tj. Množico vseh molekul RNK, ki nadzirajo izražanje njihovih genov, z orodji molekularne biologije. Kot pravi profesor Slaveykova: "Lahko smo natančno določili, kateri so bili preveč izraženi ali, nasprotno, premalo izraženi kot posledica izpostavljenosti živemu srebru." In zaključek je bil jasen: živo srebro je prekinilo metabolizem alg, pri čemer so številni geni deregulirali, ne glede na to, ali so koncentracije primerljive s tistimi, ki jih določajo evropski okoljski standardi, nižji ali višji od tistih, ki se običajno nahajajo v okolju.

Alga, ki se zdi zdravo s fiziološkega vidika, se spremeni, ko se preuči njegov genski izraz. Disregulirani geni so vključeni v različne procese, od nastanka reaktivnih vrst kisika, ki sproščajo antioksidantno obrambo do spremembe pljučne in celične motilitete. Prav tako je prizadeta fotosinteza in prevoz bistvenih elementov, kot so cink, železo ali baker. Vendar pa je težko izdelati izčrpen seznam, saj, kot pravi profesor Slaveykova: "Od 5.493 genov, ki jih še posebej ne regulira metil živo srebro, še ne poznamo funkcije 3.569, čeprav je ta alga najbolj razširjena preučili vse primarne proizvajalce. " Skupaj z anorganskim živim srebrom je metil živo srebro ena od dveh oblik elementov, ki jih analizirajo raziskovalci. Nastaja s preoblikovanjem anorganskega živega srebra, ki ga povzročajo bakterije v anoksičnem okolju. Poveča se v prehranjevalni verigi in lahko neposredno vpliva na centralni živčni sistem glavnih potrošnikov.

Kopičenje živega srebra v ribah, skupaj z njenim vplivom na zdravje ljudi, so bile predmet številnih študij po katastrofi v Minamati, ko je prebivalstvo tega istoimenega japonskega ribiškega pristanišča v sredini dvajsetega stoletja prizadelo obsežne onesnaževanje. Vendar pa zahvaljujoč transkriptomskemu pristopu, ki so ga sprejeli raziskovalci UNIGE, zdaj vemo, kako živo srebro vstopi v prehranjevalno verigo in vpliva na mikroalge na svoji osnovi.

Okolje in javno zdravje

Čeprav živo srebro najdemo v naravi v okolju (izpušča se, na primer, ko vulkan eksplodira), se njegova koncentracija zaradi človeške dejavnosti stalno povečuje: s sežiganjem premoga ali sproščanjem živega srebra v različne industrijske procese. Zdaj se ocenjuje, da je več kot polovica živega srebra v zraku povezana z človeškimi dejavnostmi in da je razmerje skoraj dve tretjini v vodnem okolju. In to je globalni problem, saj so v krvi polarnih medveda odkrili visoke ravni živega srebra, daleč od katerega koli vira kontaminacije. Zato je ključnega pomena, da razumemo mehanizme upravljanja, tako z vidika okolja in javnega zdravja.

oglas



Story Source:

Gradivo, ki ga je zagotovila Univerza v Ženevi . Opomba: Vsebino lahko uredite za slog in dolžino.


Referenčni opis revije :

  1. Rebecca Beauvais-Flück, Vera I. Slaveykova, Claudia Cosio. Celične toksičnosti poti anorganskega in metilnega živega srebra v zeleni mikroalgi Chlamydomonas reinhardtii . Znanstvena poročila, 2017; 7 (1) DOI: 10.1038 / s41598-017-08515-8