Всё в генах: Расшифровка эффектов множественных стрессоров

Количество новых химических веществ, используемых в промышленности, продуктах питания и товарах народного потребления, постоянно растет, что увеличивает их выбросы в окружающую среду и делает актуальным понимание негативных эффектов химических смесей. Кроме того, химические вещества могут действовать в сочетании с нехимическими стрессорами (например, радиацией, температурой, pH и т.д.), вызывая непредсказуемые комбинированные эффекты. Даже если концентрация каждого отдельного стрессора в среде невелика, потенциальный вред от их смеси давно беспокоит исследователей. Полноценно предсказывать эффекты множественных стрессоров пока никому не удавалось, но новая концепция и подход, разработанные учёными Норвежского института исследований водной среды (NIVA), вероятно, являются шагом в правильном направлении.

Подход был разработан Ю Соном и коллегами из NIVA, Норвежского университета естественных наук и Гентского университета. Исследователи также предложили новый рабочий процесс для максимального использования высокопроизводительных геномных данных с целью понимания "коктейльных эффектов" экологических стрессоров. В своём исследовании они подвергали атлантического лосося воздействию гамма-излучения и обеднённого урана и изучали влияние на экспрессию генов в печени рыб. Было обнаружено, что у подвергнутых воздействию рыб изменилась экспрессия более 3000 генов, и некоторые из этих генов удалось связать с определёнными биологическими функциями, такими как окислительный стресс, повреждение ДНК, канцерогенез и другие пути токсичности.

"Такие данные, полученные из анализа экспрессии генов, — это кусочки пазла, которые мы можем использовать для лучшего понимания механизма, лежащего в основе того, как стрессоры и их взаимодействие потенциально приводят к определённым негативным эффектам", — говорит старший научный сотрудник NIVA Кнут Эрик Толлефсен. Новый подход облегчает выявление потенциальных взаимодействий между стрессорами, что критически важно для кумулятивной оценки опасности химических и нехимических факторов, лежащей в основе оценки совокупного риска и регуляторных решений.

Несмотря на многообещающие результаты, метод пока позволяет интерпретировать токсические эффекты только на молекулярном уровне. Однако учёные верят, что в ближайшем будущем будут разработаны лучшие подходы для экстраполяции данных с геномного на организменный уровень, что позволит прогнозировать эффекты множественных стрессоров также на уровне организма или популяции.