如何淡水蓝藻产生的神经毒素,Guanitoxin

斯克里普斯海洋研究所的科学家们在加州大学圣地亚哥分校的圣保罗大学和加州大学圣克鲁兹分校合作发现和验证酶负责生产最有毒的和快速的神经毒素与淡水湖泊和池塘中有害藻华。

团队相结合的遗传和生化研究,表明淡水蓝藻产生的毒素叫guanitoxin。这个发现显示,guanitoxin-producing蓝藻更为普遍比最初在美国,开放新的分子诊断检测的可能性更好的通知和保护公众免受这种自然淡水毒素。结果被描述论文发表在美国化学学会杂志》上2022年5月18日。

该报还“显示guanitoxin产生在淡水的身体,已经经历了过去非常有毒事件,”研究报告的主要作者说Stella利马前圣保罗大学的博士生,在斯克里普斯海洋学访问学者。

Guanitoxin是其中一个最有效的神经毒素由蓝藻其实也有类似的作用机理杀虫剂和化学战剂,蒂莫西·法伦说,斯克里普斯博士后科学家在实验室里的斯克里普斯海洋化学生物学家布拉德利·摩尔在利马是访问学者。

有害藻华(赤潮)形式在湖泊和池塘蓝藻,否则称为蓝绿藻,变得丰富。这些淡水赤潮产生不同的微囊藻毒素,伤害附近的动物和人。根据cyanotoxin,暴露人表现出症状,如胃疼,头痛、呕吐、肝脏损伤或神经损伤,根据联邦卫生官员。多年来,许多地区已经宣布进入紧急状态,“不喝”报告。宠物和动物死亡动物后也被报道在接触水的影响。

淡水赤潮可以引起无数的社区和社会和经济问题是一个有问题的公共卫生问题,说利马。bet188真人测试和监控对于某些微囊藻毒素,如国内外cylindrospermopsin,蛤蚌毒素和anatoxin-a发生因为方法是可用的,但尽管guanitoxin是第二个最有毒cyanotoxin,“没人找它”,因为不正确的方法可用于检测和监控,利马补充道。

作为一个博士生,2016年利马发现她怀疑的一组基因负责制造guanitoxin从大型淡水藻青菌孤立布鲁姆的巴西。应变被隔离在伯南布哥Tapacura水库,巴西和维护和培育了马力百花大教堂、利马的前顾问博士和该研究的作者之一

这一发现后,利马寻找合作证实了她的猜疑。所以,在2018年,她前往加州大学圣地亚哥分校与摩尔,谁建立了第一个生化研究guanitoxin回到1990年代早期。团队一起工作的科学家建立的精确功能所有九个酶,一个普通的氨基酸转化成一种神经毒素,利马说。

在发现的基因参与的生产guanitoxin和仔细验证自己的功能,研究人员在成千上万的公开可用的环境数据样本guanitoxin生物合成的基因。

研究人员能够检测毒素基因guanitoxin环境热点在美国在人口密集地区,摩尔说,他是这项研究的共同通讯作者。关注的两个领域,毒素基因guanitoxin定期检测,在附近的伊利湖托莱多,俄亥俄州和曼德特湖,威斯康辛州。检测的其他领域包括巴西的亚马逊河,俄勒冈州的哥伦比亚河和特拉华河在特拉华州。

“我们发现这些基因在许多不同的新鲜水源,但是没有人寻找或监控这个特殊的环境毒素,”肖恩·麦金尼说,加州大学圣塔克鲁兹分校化学与生物化学助理教授和前摩尔实验室博士后学者,他导致了研究。

“这是这个潜在神经毒性在这些湖泊休闲的人们使用,但是这种毒素已经在雷达下到我们的工作,”法伦说。

摩尔说后续工作应包括现场检测可能产生其他guanitoxin。

蓝藻的变得越来越流行在美国和世界范围内,主要原因是气候变化和农业化肥和其他化学物质相关引入的水域。

虽然赤潮可以表面可见淡水的身体,联邦环境保护署(EPA)州“微囊藻毒素可以开花前后是可见的。因此,建议cyanotoxin水平通过实验室检测确认的水。”

“现在,我们发现guanitoxin通路在基因组层面上,我们也可以提供额外的信息说:“这是一个安全的水域,或这是一个更不安全的水域;这是否有能力成为有毒,我们可以预测不良事件吗?”麦金尼说。

研究人员临时专利申请提出概念的基础上使用guanitoxin生物合成的基因序列在实验室里他们发现了和应用分子诊断使用这些环境中发现的基因序列。

参考:利马圣,法伦TR, Cordoza杰,等。生物合成在淡水蓝藻Guanitoxin使全球环境检测。J是化学Soc。2022年。doi:10.1021 / jacs.2c01424。

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