微/纳米塑料作为重金属的载体和纤维动物的应激反应,使用转录组和代谢组分析

科学领域:

• 环境毒理学环境毒理学
• 海洋生物学 海洋生物学
• 生态毒理学 生态毒理学

背景情况:

• 海洋生态系统面临越来越多的微塑料 (MP) 和重金属的威胁.
• 关于MP/纳米塑料 (NP) 和重金属对海洋生物的协同毒性影响的研究有限.

研究的目的:

• 为了研究不同尺寸的聚钢珠 (MPs/NP) 和 (Cd) 对海洋状动物Euplotes vannus的联合影响.
• 阐明毒性的潜在分子机制,包括氧化应激,DNA损伤和代谢干扰.

主要方法:

• 暴露Euplotes vannus的聚乙烯珠 (2微米和200纳米) 和 (Cd) 单独和组合.
• 测量活性氧物种 (ROS) 含量和抗氧化酶活性.
• 转录基因和代谢基因分析,以确定分子反应.
• 分析与DNA修复,蛋白质代谢和能量通路相关的碳生物质和基因表达.

主要成果:

• 同时暴露于MPs/NP和Cd显著增加了ROS水平和氧化损伤,同时降低了纤毛动物中的抗氧化酶活性.
• 转录组分析揭示了与DNA修复,复制和蛋白质体功能相关的基因的显著变化.
• 代谢途径,包括TCA循环,糖解和谷氨代谢,受到显著影响.
• 与Cd结合的纳米塑料 (NPs) 显示出比与Cd结合的微塑料 (MPs) 更严重的不良影响.
• 纤毛动物的碳生物质在联合暴露下显著减少.

结论:

• 对MPs/NP和Cd的同时暴露会在Euplotes vannus中诱导显著的氧化应激,DNA损伤和代谢功能障碍.
• 这些综合性压力因素会对纤毛细胞的能量代谢和抗氧化剂防御产生负面影响,导致生物质减少.
• 纳米塑料由于其较高的表面积,可以比微塑料更加强重金属毒性.
• 调查结果为评估海洋环境中微塑料和重金属污染的生态风险提供了关键数据.