• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy odkrywają geny komórek roślinnych zarządzające akumulacją arsenu

    30.11.2010. 16:51
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    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.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Tetratlenek diarsenu (nazwa Stocka: tlenek arsenu(III) arsenu(V); ditlenek arsenu), As2O4nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, w którym arsen występuje na III i V stopniu utlenienia. Przyjmuje strukturę warstwową, w której As skoordynowany jest z trzema atomami tlenu, a As – z czterema. Pentachlorek arsenu (nazwa Stocka: chlorek arsenu(V)), AsCl5nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków, w którym arsen występuje na V stopniu utlenienia. Został po raz pierwszy otrzymany w 1976 roku poprzez naświetlanie nadfioletem trichlorku arsenu w ciekłym chlorze w temperaturze −105 °C. Jest to związek stabilny wyłącznie w niskich temperaturach. W około −50 °C rozkłada się do trichlorku arsenu i chloru. Badania spektroskopowe wskazują na to, że cząsteczka AsCl5 ma kształt bipiramidy trygonalnej. Trichlorek arsenu (nazwa Stocka: chlorek arsenu(III)), AsCl3nieorganiczny związek chemiczny z grupy chlorków, połączenie arsenu na III stopniu utlenienia z chlorem.

    Fitochelatyny, PC – polipeptydy wytwarzane w komórkach roślinnych i mikroorganizmach, uczestniczące w wychwytywaniu jonów toksycznych metali. Po połączeniu z metalem kompleks filochelatyna-metal transportowany jest do wakuoli. W ten sposób cytoplazma poddawana jest detoksykacji. Pentafluorek arsenu (nazwa Stocka: fluorek arsenu(V)), AsF5nieorganiczny związek chemiczny z grupy fluorków, sól kwasu fluorowodorowego i arsenu na V stopniu utlenienia.

    Zatrucie arszenikiem – najczęstsza przyczyna zatruć związkami arsenu. Od ok. 1000 lat arszenik był stosowany jako trucizna na gryzonie, ponieważ jest bezbarwny, bez smaku i zapachu. Arsenicum album lub krótko Arsenicum – nazwa dla arszeniku As2O3 stosowanego w homeopatii jako lek. Jest jednym z najlepiej poznanych leków homeopatycznych. W przypadku czystego, metalicznego arsenu, który nie został jeszcze dokładnie opisany, stosuje się dla odróżnienia nazwę Arsenicum metallicum.

    Tetrajodek diarsenu (nazwa Stocka: jodek arsenu(II)), As2I4nieorganiczny związek chemiczny z grupy jodków, w którym arsen występuje na II stopniu utlenienia. Jest jedynym dobrze poznanym halogenkiem arsenu o stopniu utlenienia mniejszym niż III. Selenek diarsenu (nazwa Stocka: selenek arsenu(I)), As2Senieorganiczny związek chemiczny z grupy selenków, sól kwasu selenowodorowego i arsenu na I stopniu utlenienia. Występuje pod postacią czarnych kryształów o metalicznym połysku. Jest nierozpuszczalny w typowych rozpuszczalnikach organicznych i nieorganicznych, w tym w wodzie. Rozkłada się we wrzących roztworach wodorotlenków metali alkalicznych oraz w stężonych kwasie siarkowym i kwasie solnym. Znajduje zastosowanie przy produkcji szkła. Podczas rozkładu termicznego może tworzyć toksyczne opary. Jest kancerogenem.

    Tritlenek diarsenu (nazwa Stocka: tlenek arsenu(III); arszenik), As2O3nieorganiczny związek chemiczny, tlenek arsenu na III stopniu utlenienia.

    Trójtlenek arsenu (tlenek arsenu(III), zwany również arsenem i arszenikiem (łac. Arsenum trioxydatum) – lek przeciwnowotworowy, stosowany w leczeniu ostrej białaczki promielocytowej. Ma status leku sierocego. Na rynku farmaceutycznym występuje pod nazwą Trisenox®.

    Dodano: 30.11.2010. 16:51  


    Najnowsze