Однако большинство исследований в области экологической токсикологии все еще зависят от анализа отдельных омических технологий, что приводит к пробелам в нашем понимании комплексных путей токсичности загрязнителей. Исследователи со всего мира пытаются построить надежный анализ биомолекул путем проведения мультиомических исследований на основе одного биологического образца.

Несмотря на то, что подобные достижения были получены на различных модельных системах, таких как клетки млекопитающих, Caenorhabditis elegans и т.д., токсикологические исследования на зебрафишках все еще основаны на одноомических анализах с использованием индивидуально подготовленных биологических образцов. Однако выбор подходящих растворителей для экстракции и размера пула для точного омического анализа все еще остается проблемой в токсикологических исследованиях на зебрах.

Чтобы устранить этот пробел, исследовательская группа под руководством профессора Ки-Тае Кима предложила новый подход к одновременному извлечению метаболитов и липидов для мультиомического анализа из одного образца с использованием эмбрионов зебрафиш. Исследование опубликовано в журнале Journal of Hazardous Materials.

Для этого исследователи использовали стратегию экстракции на основе метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) из одного биологического образца эмбрионов зебрафиш для одновременного анализа метаболомики и липидомики. Поясняя далее, профессор Ким говорит:

Чтобы повысить применимость наших результатов в экологической токсикологии, мы выяснили биомолекулярные механизмы, лежащие в основе нейроповеденческих изменений, вызванных ПФОС, и оценили аналитическую эффективность стратегии на основе МТБЭ, сравнив ее с предыдущими результатами метаболомной дисрегуляции, спровоцированной ПФОС.

В своем исследовании профессор Ким и его команда определили оптимальный размер пула эмбрионов для применения экстракции на основе МТБЭ. Межвыборочные различия были наименьшими при использовании 30 и более личинок. Таким образом, они предлагают использовать 30 личинок в качестве оптимального размера пула для одновременного анализа метаболомики и липидомики. Новая стратегия экстракции также позволила выявить большее количество липидов и метаболитов по сравнению с традиционно используемыми растворителями. Применение стратегии на основе МТБЭ помогло зафиксировать изменения в метаболитах и липидах, связанных с энергетическим обменом, у личинок зебрафиш, подвергшихся воздействию ПФОС.

Нарушение метаболитов и липидов позволило выявить биомолекулярный механизм, лежащий в основе изменения поведения личинок путем воздействия на такие биологические процессы, как энергетический обмен, включая нарушение метаболизма аминокислот и жирных кислот, — говорит профессор Ким.

Кроме того, комплексное профилирование биомолекулярных дисрегуляций в этом исследовании помогло выявить сфинголипиды в качестве надежного биомаркера нейротоксичности, вызванной ПФОС. Такой подход к использованию одного образца для мультиомического исследования может быть распространен на различные биомолекулы, что приведет к управлению токсичностью на биомолекулярном уровне. Кроме того, предложенный подход может помочь в разработке более безопасной и здоровой окружающей среды в будущем, облегчив исследования по измерению воздействия загрязнителей окружающей среды.

Как известно, ПФОС является одним из наиболее распространенных загрязнителей окружающей среды, часто встречающихся в водных экосистемах. Исследования биомониторинга показали высокие концентрации этого вещества в воде, крови человека и даже спинномозговой жидкости. Надежный анализ биомолекул в одном образце необходим для мульти- и интегративной омики, имеющей широкое применение для понимания молекулярных дисрегуляций под воздействием таких токсичных химических веществ. Подчеркивая потенциал этой стратегии для ускорения такого анализа, профессор Ким говорит:

Разработанный метод позволит провести классификационные исследования пер- и полифторалкильных веществ на основе механизма и внести вклад в развитие технологий мультиомического анализа в экологической токсикологии.

Ранее ученые заявили, что картонные упаковки вредны для здоровья.