6-PPDQ — вещество, которое все чаще вызывает тревогу у экологов из-за его токсичности и повсеместного распространения.

Ученые из Китайского университета Юго-Восточного провели исследование, чтобы выяснить, как этот загрязнитель влияет на цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) у нематод C. elegans.

Этот цикл — основа энергетического обмена в клетке: он превращает питательные вещества в энергию и строительные блоки для аминокислот, жиров и других жизненно важных молекул.

Результаты опубликованы в издании Environmental Chemistry and Ecotoxicology.

Оказалось, что даже малые дозы 6-PPDQ (0,1–10 мкг/л) нарушают работу цикла. Концентрация ключевых соединений — лимонной кислоты, альфа-кетоглутарата, сукцината, фумарата, малата и оксалоацетата — снижается. Причина в том, что 6-PPDQ подавляет гены, отвечающие за ферменты цикла: цитратсинтазу (cts-1), изоцитратдегидрогеназу (idh-2) и альфа-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс (dlst-1, dld-1).

6-PPDQ серьезно нарушает ЦТК, — поясняют ученые, — а это важно для оценки его угрозы экосистемам и человеку.

Также выяснилось, что 6-PPDQ уменьшает количество ацетил-КоА и пирувата — «топлива» для цикла. Из пирувата образуется ацетил-КоА, без которого цикл не запустится. Из всех генов, связанных с этим процессом, 6-PPDQ сильнее всего подавляет dlat-1, dld-1, pyk-1 и pyk-2. Когда эти гены „выключали“ методом РНК-интерференции, нарушения цикла усиливались.

Из-за сбоев в ЦТК митохондрии нематод работали хуже: потребление кислорода росло, а уровень АТФ падал. Но ученые нашли способ смягчить эффект — обработка пируватом натрия снижала токсичность 6-PPDQ.

Пируват натрия может стать средством защиты от этого загрязнителя, — заключили авторы.

Исследование показывает, как 6-PPDQ ломает энергетический обмен, и заставляет задуматься о его реальной опасности.

Этот эксперимент — не просто академический интерес. Во-первых, он помогает понять, как 6-PPDQ вредит живым организмам на молекулярном уровне. Если вещество подавляет цикл трикарбоновых кислот даже у нематод, логично предположить, что аналогичный механизм может сработать и у других животных, включая человека. Во-вторых, открытие защитного эффекта пирувата натрия дает потенциальный инструмент для детоксикации — например, в очистке сточных вод или лечении отравлений.

Исследование проводилось на нематодах, а их метаболизм, хотя и схож с человеческим, все же отличается. Чтобы экстраполировать выводы на млекопитающих, нужны дополнительные эксперименты. Кроме того, авторы не проверяли, как 6-PPDQ взаимодействует с другими загрязнителями в окружающей среде — возможно, в сочетании с ними токсичность усиливается.

Ранее российские ученые создали фотокатализатор для очистки воды от органики.