Ulepszone modele toksyczności w służbie środowisku wodnemu
Biotyczne modele ligandowe (BLM) są często stosowane w przewidywaniu wpływu właściwości chemicznych wody na biodostępność i toksyczność metali. Aczkolwiek obecnie te modele komputerowe są tworzone dla pojedynczych metali i nie biorą pod uwagę oddziaływań między jonami metali na powierzchni skrzeli, co wpływa na ich akumulację. W rzeczywistym środowisku jony metali rzadko występują w izolacji, a zależności między akumulacją metalu oraz toksycznością są skomplikowane. Projekt METALTRANSP (Characterization of the trace metals transport and interaction mechanisms in zebrafish Danio rerio using molecular and stable isotope approaches) został ustanowiony do zbadania oddziaływań między metalami toksycznymi a niezbędnymi do życia. Głównym celem projektu była identyfikacja przy użyciu stabilnych izotopów i technik molekularnych, wspólnych transporterów komórkowych w skrzelach Danio pręgowanego, które są odpowiedzialne za pobieranie jonów metali ze złożonego środowiska. Badacze rozpoczęli od identyfikacji białek transportujących metale u Danio pręgowanego (Danio rerio). Transportery te przenosiły niezbędne do życia (miedź (Cu), żelazo, cynk) i szkodliwe dla zdrowia (kadm i ołów (Pb)) metale śladowe podczas narażenia na środowisko bogate w różne jony metali. Naukowcy ocenili również wpływ oddziaływań w środowisku różnych jonów metali na rozmieszczenie poszczególnych metali w tkankach poprzez korelację wzorców ekspresji genetycznej z poborem jonów metalu. Wyniki pokazały, że dodatek jonów Pb wyraźnie zwiększył pobór jonów Cu. Pobór Pb jest powiązany z transporterem DMT1, którego wzrost poziomu ekspresji zaobserwowano tylko w połączeniu z obecnością jonów Cu na późniejszych etapach narażenia. Potwierdza to hipotezę alternatywnego, niespecyficznego szlaku wychwytu, aktywowanego przez kilka jonów dwuwartościowych. Udowodniono również, że układ transportujący cynk odgrywa rolę w procesie wychwytu jonów Pb w zależny od stężenia sposób, związany z aktywacją różnych białek transportujących. Odkrycia te pokazały, że w realnym świecie, gdzie metale rzadko występują pojedynczo, proces akumulacji w organizmie nie może być dokładnie przewidziany w oparciu o model narażenia na pojedynczy metal. Odkryto, że zarówno metale niezbędne do życia, jak i te szkodliwe mają wspólne szlaki wychwytu, które są aktywowane w zależności od ich stężenia. Projekt METALTRANSP zapewni świeże dane do tworzenia modeli BLM mieszanin jonów różnych metali. Modele te mogą być użyte przez władze zajmujące się ochroną środowiska do dokładniejszych pomiarów poziomów toksyczności środowisk wodnych.
