我国科学家首次以荧光标记的酵母菌实时在线监测PM2.5毒性

2017-03-20 新华社

   新华社北京3月17日电(魏梦佳、郑逢燕)空气污染特别是PM2.5是当前人类面临的重要的环境问题之一。北京大学课题组研究人员近期在此问题上取得跨学科进展,首次以荧光标记的酵母菌取代现有方法中的半导体传感器,实现了对PM2.5多方面毒性的实时在线监测。  

  据了解,目前对于大气颗粒物的毒性研究,大多采用离线的方式,不能及时知晓其毒性;而细胞染毒或动物暴露实验灵敏度偏低,一些健康效应不易检测到。在颗粒物致病机理方面,目前也存在类似“盲人摸象”的现象,不能够全方面地了解PM2.5的毒性机理。  

  受酵母菌相关研究的启发,由北大环境科学与工程学院研究员要茂盛、物理学院副教授罗春雄领导的研究团队,集成利用空气采样、微流控、荧光蛋白标记的酵母菌以及单酵母菌蛋白荧光自动检测平台,用活体酵母菌替代传统半导体传感器,创建了大气PM2.5毒性实时在线监测系统。  

  要茂盛介绍,课题组先将PM2.5颗粒物采集到液体中,再将样品实时输送至放有酵母菌的芯片里。由于酵母菌会对来自颗粒物的刺激发生反应,通过用不同荧光蛋白标记酵母菌的所有基因,就可实时看到酵母菌的哪些基因对颗粒物的刺激发生了响应,就好像可“实时监测不同地区车辆行驶状况”。  

  据悉,这种酵母菌俗称酿酒酵母,繁殖快,其基因序列于1996年测序完成,是第一个完成基因测序的真核生物,被广泛地应用在人类疾病研究中。  

  研究人员认为,这种方法对于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,可从分子水平理解PM2.5对人体的可能损伤情况。  

  目前,此项研究成果已申请国家发明专利。课题组正在利用该体系对不同国家、地区颗粒物的毒性进行研究,同时也在筛查更多有响应的酵母菌蛋白,并研究其灵敏度、响应的毒性标定,以进一步揭示PM2.5对人体的具体致病毒性机制。

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