研究报告
张天任,闵武霞,夏沁怡,李佳琦,易思卓,张建华,刘士德.利用GC/MS代谢组学技术检测纳米TiO2对多头绒泡菌代谢途径的扰动作用[J].环境科学学报,2018,38(9):3762-3769
利用GC/MS代谢组学技术检测纳米TiO2对多头绒泡菌代谢途径的扰动作用
- The detection of nano-sized TiO2 induced metabolic perturbations in Physarum polycephalum with metabolomics
- 基金项目：深圳市科技研发资金基础研究计划（No.JCYJ20170302144210545，JCYJ20140418193546107，JC201105130450A）；中国博士后科学基金（No.2017M622755）；国家自然科学基金（No.31070043）
- 作者
- 单位
- 张天任
- 深圳大学生命与海洋科学学院, 深圳市微生物基因工程重点实验室, 深圳 518060
- 闵武霞
- 深圳大学生命与海洋科学学院, 深圳市微生物基因工程重点实验室, 深圳 518060
- 夏沁怡
- 深圳大学生命与海洋科学学院, 深圳市微生物基因工程重点实验室, 深圳 518060
- 李佳琦
- 深圳大学生命与海洋科学学院, 深圳市微生物基因工程重点实验室, 深圳 518060
- 易思卓
- 深圳大学生命与海洋科学学院, 深圳市微生物基因工程重点实验室, 深圳 518060
- 张建华
- 深圳大学生命与海洋科学学院, 深圳市微生物基因工程重点实验室, 深圳 518060
- 刘士德
- 深圳大学生命与海洋科学学院, 深圳市微生物基因工程重点实验室, 深圳 518060
- 摘要：纳米TiO2（nTiO2）具有广泛的应用价值.但nTiO2在阳光或紫外线下具有很强的氧化作用，可对细胞产生强烈的毒害作用，因此其对生态环境的可能破坏作用值得关注.有关nTiO2在暗环境中对生物的毒性作用报道还不多，还不能全面揭示nTiO2的毒性作用机理.代谢组学分析是发现代谢差异、识别被干扰的代谢途径、了解nTiO2毒性作用机理、评估nTiO2细胞毒性的重要手段.本文采用GC/MS （气相色谱/质谱）技术检测了nTiO2在暗环境下对多头绒泡菌原质团（单细胞）代谢组的影响，根据多变量识别模式分析发现了60余个被nTiO2显著干扰的代谢物.这些代谢物涉及糖代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、多胺生物合成、次生代谢途径等，为全面了解nTiO2对细胞的毒性作用机理提供了有益补充.
- Abstract：Although widely utilized, Nano-sized TiO2 (nTiO2) has a strong oxidation effect under solar or UV irradiation, which is toxic to cells and its effect on the ecological environment is worthy of attention. There are few reports about the toxic effects of nTiO2 on organisms under the dark environment and the toxic mechanism of nTiO2 is not fully understood. Metabolomic analysis is an important to discover metabolic differences, identify disturbed metabolic pathways, understand the mechanism of toxicity of nTiO2 and assess cytotoxicity of nTiO2. In the present study, gas chromatography mass spectrometry (GC/MS)-based metabolomics was used to investigate the effect of nTiO2 on cells (Physarum polycephalum) under dark conditions. According to the multivariate pattern recognition analysis, more than 60 metabolites significantly interfered by nTiO2 were found. These metabolites involved in glycometabolism, amino acid metabolism, nucleotide metabolism, polyamine biosynthesis and secondary metabolic pathways, etc, which provided a useful supplement for a comprehensive understanding of the mechanism of toxicity of nTiO2 on cells.
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