Skip to main content
European Commission logo print header

Article Category

Wiadomości
Zawartość zarchiwizowana w dniu 2023-03-07

Article available in the following languages:

Naukowcy odkrywają geny komórek roślinnych zarządzające akumulacją arsenu

Naukowcy z Europy, Azji i USA zidentyfikowali dwa podstawowe geny, które regulują akumulację i detoksykację arsenu w komórkach roślinnych. Odkrycia pomogą naukowcom obniżyć akumulację toksycznych metaloidów w płodach rolnych. Badania zostały dofinansowane z projektu PHIME (Odd...

Naukowcy z Europy, Azji i USA zidentyfikowali dwa podstawowe geny, które regulują akumulację i detoksykację arsenu w komórkach roślinnych. Odkrycia pomogą naukowcom obniżyć akumulację toksycznych metaloidów w płodach rolnych. Badania zostały dofinansowane z projektu PHIME (Oddziaływanie na zdrowie publiczne długofalowej ekspozycji niskiego poziomu na zróżnicowane pierwiastki w podatnych warstwach populacji), który uzyskał wsparcie na kwotę 13,43 mln EUR z tematu "Jakość i bezpieczeństwo żywności" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE. Drążenie studni szybowych oraz tanich i płytkich studni na wodę w Azji Południowo-Wschodniej, jak również górnictwo w różnych regionach Chin, Tajlandii i USA często zwiększa stężenie arsenu w wodzie, powodując nagminne przekraczanie ustalonego przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) limitu 10 mikrogramów na litr (mcg/l), powyżej którego zaczynają się pojawiać problemy ze zdrowiem. Dziesiątki milionów ludzi jest narażonych na zagrożenia związane z wysokim stężeniem arsenu z powodu picia skażonej wody lub spożywania zbóż uprawianych na skażonych glebach. Długofalowa ekspozycja na silnie toksyczne metaloidy może mieć fatalny wpływ na organy człowieka, w tym na przewód pokarmowy, nerki, wątrobę, płuca i skórę, zwiększając ryzyko zapadnięcia na nowotwory. Szacuje się, że w samym tylko Bangladeszu 25 milionów osób pije wodę, która zawiera ponad 50 mcg/l arsenu, z czego 2 milionom grozi śmierć z powodu nowotworu wywołanego przez tę toksyczną substancję. Naukowcy z laboratoriów w Szwajcarii, Korei Południowej i USA oraz ze Szwajcarskiego Krajowego Centrum Kompetencji Badawczej (NCCR) ds. przetrwania roślin są przekonani, że dzięki zidentyfikowaniu kluczowych genów odpowiedzialnych za akumulację arsenu w komórkach roślinnych poczynili pierwszy krok w kierunku rozwiązania tych problemów. Opisują swoje odkrycia w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Rośliny umożliwiają przeniknięcie metali toksycznych do łańcucha pokarmowego. Arsen jest na przykład przechowywany w ziarnach ryżu, który w regionach skażonych toksycznymi metaloidami stanowi zagrożenie dla populacji, ponieważ jest podstawowym składnikiem diety. Arsen i kadm występujące w glebie są następnie transportowane do komórek roślinnych i przechowywane w komorach zwanych wakuolami. W komórce translokację arsenu i jego przechowywanie w wakuolach zapewnia pewna kategoria peptydów - fitochelatyny, które są ważne dla detoksykacji metali ciężkich - wiążąca się z toksycznym metaloidem i transportowana do wakuoli w celu detoksykacji. Naukowcy twierdzą, że proces ten przypomina doczepianie przyczepy do ciężarówki za pomocą zestawu łączącego, przechowywanego w wakuoli. "Dzięki identyfikacji genów odpowiedzialnych za wakuolarny transport i przechowywanie fitochelatyn odkryliśmy brakujące ogniwo, którego społeczność naukowa poszukiwała przez ostatnie 25 lat" - stwierdza Enrico Martinoia, profesor fizjologii roślin na Uniwersytecie w Zurychu, Szwajcaria. Wskazuje wraz z zespołem, że kontrolowanie tych genów umożliwi opracowanie roślin potrafiących zatrzymać transfer toksycznych metali i metaloidów z korzeni do liści i ziaren, ograniczając tym samym przenikanie arsenu do łańcucha pokarmowego. "Koncentrując się na tych genach moglibyśmy uniknąć gromadzenia się metali ciężkich w jadalnych częściach roślin, takich jak ziarna czy owoce" - mówi Youngsook Lee z Politechniki Pohang (POSTECH) w Korei Południowej.

Kraje

Bangladesz, Szwajcaria, Chiny, Korea Południowa, Tajlandia, Stany Zjednoczone

Powiązane artykuły