近日，中科院合肥研究院強(qiáng)磁場(chǎng)中心許安研究員課題組在持久性有機(jī)污染物硫丹誘導(dǎo)秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans, C. elegans)生殖細(xì)胞基因突變研究方面取得新進(jìn)展。該研究成果發(fā)表于國(guó)際環(huán)境領(lǐng)域著名期刊Environmental Science & Technology。

　　硫丹（1,2,3,4,7,7-六氯雙環(huán)2.2.1庚-2-烯-5,6-雙羥甲基亞硫酸酯，endosulfan）是一種應(yīng)用廣泛的廣譜性有機(jī)氯農(nóng)藥，由α-硫丹和b-硫丹兩種同分異構(gòu)體組成。由于其具有環(huán)境持久性、高毒性及生物累積性，硫丹已于2011年被斯德哥爾摩公約列入持久性有機(jī)污染物(POPs)名單。流行病學(xué)研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，硫丹急性和慢性暴露均會(huì)對(duì)生殖系統(tǒng)產(chǎn)生影響，不僅造成生殖器官損傷，而且干擾后代的生殖與發(fā)育，但相關(guān)生殖毒性的機(jī)制目前尚不清楚。由于生殖細(xì)胞遺傳損傷所導(dǎo)致的出生缺陷與遺傳疾病目前缺乏有效治療手段，并且其對(duì)人群的不利影響會(huì)延及多代，因此亟待發(fā)展快速靈敏的檢測(cè)技術(shù)，從源頭解析污染物導(dǎo)致生殖細(xì)胞遺傳損傷的毒性特征。研究人員利用高通量測(cè)序技術(shù)，在毒理學(xué)替代模型秀麗隱桿線蟲體系中，發(fā)展了一種通過比較子代基因組序列分析生殖細(xì)胞中基因突變的高通量快速檢測(cè)手段。該研究方法相較以往檢測(cè)手段不但極大縮短了實(shí)驗(yàn)周期，也得以從全基因組水平揭示持久性有機(jī)污染物硫丹對(duì)動(dòng)物生殖細(xì)胞基因突變頻率的影響及其中的生物學(xué)機(jī)制。

　　研究結(jié)果顯示，接近環(huán)境濃度的硫丹在親本暴露條件下顯著增加了子代線蟲基因突變頻率；利用varscan2、pindel等軟件對(duì)突變譜進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，α-硫丹主要在胸腺嘧啶(Thymine, T)上引發(fā)DNA加合物進(jìn)而導(dǎo)致A:T→G:C的單核苷酸變異以及簇狀突變(cluster mutation)；研究者在DNA 損傷應(yīng)答(DNA damage response) 基因xpa-1與pol η缺陷品系線蟲中，進(jìn)一步揭示了硫丹在生殖細(xì)胞中誘發(fā)的基因突變依賴于低保真度的跨損傷合成聚合酶 η (pol η)在細(xì)胞復(fù)制過程中產(chǎn)生的堿基錯(cuò)配。上述研究揭示，環(huán)境持久性有機(jī)污染物對(duì)動(dòng)物生殖細(xì)胞遺傳穩(wěn)定性的影響是評(píng)估其生態(tài)環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)的重要環(huán)節(jié)。

　　中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院博士生曹振霄為文章的第一作者，強(qiáng)磁場(chǎng)中心許安研究員、杜華副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省重點(diǎn)研究與開發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助和支持。

　　文章鏈接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c06817 

α-硫丹在跨損傷復(fù)制酶pol η的參與下增加了秀麗隱桿線蟲子代基因組中T至C類型的點(diǎn)突變頻率