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PM2.5最新研究进展:用酵母菌对其毒性在线监测

2017-04-27 10:02:04    科技日报  参与评论()人

图为180分钟后酵母菌对北京灰霾的响应

当PM2.5对酵母菌发生了某些损伤,相对应的绿色荧光蛋白就会表达并发光,这样就好像“实时监测到不同地区每辆车的行驶拥挤状况”,从而可以更好地了解PM2.5的损伤机理。

本报记者 李 禾

交通要道、供暖锅炉与农田附近大气中的细颗粒物PM2.5浓度相同,但三地PM2.5的毒性也许并不一样,对人体的健康影响也可能大相径庭。北京大学课题组研究人员近期取得了跨学科进展,集成了空气采样、酵母菌以及酵母菌蛋白荧光等自动检测平台,首次以荧光标记的酵母菌实现了对PM2.5毒性指标的多方面实时在线监测。

研究人员认为,这种方法针对PM2.5等颗粒物对人体健康效应机制的研究提供了开创性的研究思路和方法,可以从分子水平多角度理解PM2.5对人体的可能损伤情况,有助于发现目前研究方法检测不到或被忽略的健康效应及响应通路,从而可以避免“盲人摸象”的弊端。

酵母菌与人类基因有“同源性”

人类细胞与酵母菌细胞一样有自噬现象,基本机理等也类似。并且具有相似的反应,通过PM2.5对酵母菌基因的损害可推断出对人的基因的相关损伤。

当前,对大气颗粒物毒性研究,大多采用细胞、老鼠等动物实验,或人体观测。但动物暴露实验必须在高浓度剂量中进行,偏离实际环境暴露剂量;而且灵敏度较低,响应时间较长,需要几小时甚至几天;具有滞后性,观测到损伤时,危害往往已经显现。

为何想到要用酵母菌来对PM2.5毒性来监测?北京大学环境科学与工程学院研究员要茂盛解释说,酵母菌基因与人的基因有“同源性”,并有相似的反应,PM2.5对酵母菌基因的损害可推断出对人的基因的相关损伤。

例如,酵母菌的自噬作用。要茂盛说,日本教授大隅良典发现,人类细胞与酵母菌细胞一样有自噬现象,基本机理等也类似。正因为在细胞自噬研究方面的成就,大隅良典获得了2016年诺贝尔生理学或医学奖。自噬作用是指细胞面对生存压力时,可通过降解自身非必需成分来提供营养和能量,从而维持生命;自噬作用也可能降解潜在的毒性蛋白来阻止细胞损伤等。

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