Markery molekularne wrażliwe na działanie substancji potencjalnie toksycznych i ekotoksycznych

• Autorzy: Rusiecka I. , Składanowski A.C.

Warianty tytułu

EN

Molecular biomarkers of potential toxicants and ecotoxicants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W perspektywie najbliższych kilku lat procedury legislacyjne dotyczące obrotu substancjami chemicznymi postawią wymóg sprawdzania oddziaływania ze środowiskiem naturalnym zarówno dla nowo syntetyzowanych, jak i dla obecnych od dawna związków obcych (ksenobiotyków). Będzie to wymagać zasto-sowania analiz efektu na struktury biologiczne zarówno in vitro, jak i in vivo. Efekty na środowisko i jego składniki dla bardzo wielu substancji są znane na różnych szczeblach organizacji życia biologicznego. Ich analiza posłuży do opracowania przyszłych metod skriningu (metod przesiewowych) dużej liczby związków chemicznych. Wymaga się więc, aby metody te były uniwersalne, dawały maksymalnie jednoznaczne wyniki i były ekonomicznie uzasadnione. W pracy dokonano zestawienia biomarkerów molekularnych badamch głównie w celu wykazania efektu ekotoksycznego ksenobiotyków. Wykorzystują one zmiany aktywności reakcji katalizowanych przez enzymy, ilości i indukcji niektórych białek, strukturę materiału genetycznego DNA, aktywność systemu oporności wieloksenobiotykowej organizmów wodnych i inne cechy molekuł biologicznych. Wymienione biomarkery molekularne różnią się specyficznością wobec substancji badanych, warunkami stosowania, stopniem złożoności metody oznaczania itp. Praktycznym wnioskiem, który wypływa z analizy literaturowej przedmiotu, jest trend do korelowania oznaczeń różnych markerów i tworzenia baterii testowych, które pozwolą na uzyskanie kompleksowej oceny związku chemicznego. Dalszy postęp w ich automatyzacji pozwoli również na szybką ewaluację ryzyka ekotoksykologicznego substancji.

EN

The legislation concerning handling chemical substances either for newly synthesized or the ancient ones will soon require verification of their safety properties. This will enforce using the effect analysis with chosen biological structures both in vitro and in vivo. Plethora of impacts on the natural environment and its multi-level elements is already known. We need to analyze them again and to elaborate standard tests for the purpose of screening a great number of chemical compounds in future. The complex tests required must be enough universal, giving explicit results and be economically viable. The molecular biomarkers reported as useful for detection of xenobioucs' ecotoxic effects have been surveyed. They are based on quantitative and qualitative changes of enzymes, other proteins, structure of genetic DNA information, on activity of multixenobiotic resistance system and other molecular features. The biomarkers presented differ in specificity, conditions of use, complexity of assay tests etc. From the analysis of literature reports, authors conclude that the main trend is to correlate assaying variety of biomarkers and to design so-called test "batteries". Such "batteries" can allow to achieve a complex estimate of a compound's biological impact and to assess its environmental risk. The further progress can be achieved, among others, by automatation of tests.

Słowa kluczowe

PL

biomarkery molekularne; toksykologia; ekotoksykologia; ksenobiotyki; bateria testowa

EN

molecular biomarkers; toxicology; ecotoxicology; xenobiotics; test battery

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, nr s4
• Strony: 489--502
• Opis fizyczny: Bibliogr. 68 poz., 1 tab.

Twórcy

autor

Rusiecka I.

• Środowiskowe Studium Doktoranckie przy Wydziale Chemicznym Uniwersytetu Gdańskiego

autor

Składanowski A.C.

• ** Akademia Medyczna w Gdańsku, Zakład Enzymologii Molekularnej, Międzyuczelniany Wydział Biotechnologii UG-AMG, Akademia Medyczna w Gdańsku, ul. Dębinki l, 80-211 Gdańsk, tel. [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Chen J., Yu H., Liu Y., Jiang W., Jang J., Zhang J. i Hua Z.-. Ecotoxicol. Eiwiron. Saf, 2004,58, 104-109.
• [2] Peakall D.B. i Walker C.H.: Ecotoxicol., 1994,3, 173-179.
• [3] Peakall D.B.: Ecotoiucol., 1994, 3,157-160.
• [4] Jonsson M., Abrahamson A., Brunstrom B., Brandt I., Ingebrigsten K. i Jorgensen E.H.: Comp. Biochem. Physiol. C. Toxicol. Pharmacol, 2003,136, 235-243.
• [5] Miller K.A., Addison R.F. i Bandiera S.M.: Mar. Erwiron. Res., 2004, 57, 37-54
• [6] Sean W .K., Fox G.A., Jones S.P. i Trudeau S.F.: Ecotoxicol., 2003,12, 153-161.
• [7] Perez E., Blasco J. i Sole M.-. Mar. Environ. Res., 2004, 58, 275-279.
• [8] Carlson R., Wilson ]., Lochmiller R., Janz D., Schroder J. i Basta N.: J. Ttwicol. Environ. Health A., 2003,66, 327-343.
• [9] Russell J.S., Halbrook R.S., Woolf A., French J.B. Jr i Melancon M.J.: Etwiron. Toxicol. Chem., 2004, 23, 1867-1873.
• [10] ZhuM.C.,XinY.B. Sun M.J. i Fan Y.Z.. Sci. ChinaB., 1993,10, 1207-1215.
• [11] Callaghan A., Rsher T.C., Groso A., Holloway G.J. i Crane M.-. Ecotoxicol. Erwiron. Saf., 2002, 52,128-133.
• [12] Crane M., Sidanchandra W., Kheir R. i Callaghan A.: Ecotoxicol. Environ. Saf. 2002, 53, 361-369.
• [13] Maycock D.S., Prenner M.M., Kheir R., Morris S„ Callaghan A., Whitehouse P., Morritt D. i Crane M.: Water Res., 2003, 37, 4180-4190.
• [14] Brown M., Davies I.M., Moffat C.F., Redshaw J. i Craft J.A.: Mar. Erwiron. Res., 2004, 57, 155-169.
• [15] Eder K.J., Leutenegger C.M., Wilson B. W. i Werner J.: Mar. Environ. Res., 2004, 58, 809-813.
• [16] Monserrat J.M., Bianchini A. i Bainy A.C.D.: Mar. Environ. Res., 2002, 54, 781-785.
• [17] Escartin E. i Porte C.: Ecotoxicol. Environ. Saf., 1996,34, 160-164.
• [18] Vidal C., Lozano J.A. i Soler A.: Rev. Esp. Fisiol., 1978,34, 45-53.
• [19] Rodriguez-Fuentes G. i Gold-BouchotG.: Mar. Environ. Res., 2004, 58, 505-509.
• [20] Sanchez J.C., Fossi M.C. i Focardi S.: Ecotoxicol. Environ. Saf., 1997, 38, 45-52.
• [21] Almli B., Egaas E., Christiansen A., Eklo O.M., Lode O. i Kallquist T.: Mar. Environ. Res., 2002,54,237-240.
• [22] Sharma S., Nemecz S.K., Zhu S. i Steele V.E.: Methods Celi Sci, 1997,19, 49-52.
• [23] Stephensen E., Adolfsson-Erici M., Celander M., Hulander M., Parkkon I., Hegelund T., Sturve J., Hasselberg L., Bengtsson M. i Forlin L.: Environ. Toxicol. Chem., 2003, 22, 2926-2931.
• [24] Uguz C., Iscan M., Ergiwen A., Isgor B. i Togan 1.: Environ. Res., 2003, 92, 262-270.
• [25] Geoffroy L., Dewez D., Yernet G. i Popovic R.: Arch. Environ. Contam. Toxicol., 2003,45, 445-452.
• [26] Leonzio C., Fossi M.C., Casini S., Bucalossi D., Naldini M., Buia C. i Gambi M.C.: Mar. Environ. Res., 2002,54,829-851.
• [271 Cannon R., Dewhurst R.E., Crane M. i Callaghan A.: Ecotoxicol., 2003,12, 387-395.
• [28] Składanowski A.C., Stepnowski P., Kleszczyński K. i Dmochowska B.: Environ. Toxicol. Pharmacol., 2005,19,291-296.
• [29] Bocchetti R., Fattorini D., Gambi M.C. i Regoli F.: Arch. Environ. Contam. Toxicol„ 2004, 46, 353-361.
• [30] Janssens E., Darwe, T., Pinxten R., Bervoets L., Biust R. i Eans M.: Environ. Pollut., 2003,126, 267-274.
• [31] Jacobs J.M., Sinclair P.R., Bement W.J., Lambrecht R.W., Sinclair J.F. i Goldstein 3.A.: Biochem. J., 1989,258, 247-253.
• [32] Smith A.G. i De Matteis F.: Kenobiotica, 1990, 20, 865-871.
• [33] Cantoni L., dal Fiume D., Rizzardini M. i Ruggieri R.: Toxicol. Lett., 1984, 20, 211-217.
• [34] Smith A.G. i Francis 3.E.: Biochem. J., 1987, 246, 221-226.
• [35] Taylor S.A., Chivers I.D., Price R.G., Arce-Tomas M., Milligan P., Francini I., Alinovi R., Cavazzini S., Bergamaschi E., Yittori M., Mutti M., Mutti A., Lauwerys R.R., Bernard A.M., de Broe M.E., Nuyts G.D., Elseviers M.M., Hotter G., Ramis I., Rosello J., Gelpi E., Stolte H., Eisenberg U. i Fels L.M.-. Envron. Res., 1997, 75, 23-33.
• [36] Geret F., Serafim A. i BebiannoM.J.: Ecotoxicol„ 2003,12, 417-425.
• [37] Oliveira M., Santos M.A. i Pacheco M.: Ecotoxicol. Environ. Saf., 2004, 58, 379-385.
• [38] Perez E., Blasco J, i Sole M.: Mar. Environ. Res., 2004, 58, 275-279.
• [39] Callaghan A., Parker P.J.A.N. i Holloway G.J.: Functional Ecol., 1998,12, 436-441.
• [40] Peles J.D., Towler W.I. i Guttman S.I.: Ecotoxicol., 2003,12, 379-386.
• [41] Theodorakis C.W. i Bickham J.W.: Ecotoxicol„ 2004,13, 303-309.
• [42] Hightower L.E., Guidon P.T., Whclan S.A. i White C.N.: Changes in Eucaryotic Gene Expression in Response to Environmental Stress. Academic Press, New York 1985, 197-210.
• [43] Sanders B.M.: Environmental Biomarkers, 1990, 165-191.
• [44] Sanders B.M., Martin L.S., Nelson W.G., Phelps D.K. i Welch W.: Mar. Environ. Res., 1991, 31, 81-97.
• [45] Bauman J.W., Liu J. i Klaassen C.D.: Fundam. Appl. Toxicol., 1993, 21, 15-22.
• [46] Williams J.H., Young P.A., Bergman H.L., Farag A.M., Petersen N.S. i Stansbury M.A.: Environ. Toxicol. Chem., 1996,15, 1324-1328.
• [47] Schlesinger M.J.: J. Biol. Chem., 1990, 265, 12111-12114.
• [48] Dietz T.: J. Exp. Biol., 1994,188, 333-338.
• [49] Currie S. i Tufts B.: J. Exp. Biol., 1997, 200, 607-614. [50] Kiiltz D.: J. Exp. Biol., 2003, 206, 3119-3124.
• [51] Mestril R., Chi S.H., Sayen R. i Dillman W.H.: Biochem. J., 1994, 298, 561-569.
• [52] Myrmel T., McCully J.D., Malikin L., Krukenkamp I.B. i Levitsky S.: Circulation, 1994, 90, 299-305.
• [53] Nepple B.B. i Bachofen R.: FEMS Microbiol. Lett., 1997, 153, 173-180.
• [54] Goering P.L.: Toxicol., 1993, 85, 25-39.
• [55] Lewis S., Donkin M.E. i Depledge M.H.: Aquat. Toxicol., 2001, 51, 277-291.
• [56] Lewis S., Handy D., Cordi B., Billinghurst Z. i Depledge M.H.: Ecotoxicol. 1999, 8, 351-368.
• [57] Kurelec B.: Crit. Rev. Toxicol., 1992, 22, 23-???
• [58] Smital T., Sauerbora R., Pivcevic B., Krca S. i Kurelec B.: Toxicol. Pharmacol., 2000, 126, 175-186.
• [59] Eufemia N.A. i Epel D.: Aquat. Toxicol., 2000, 49, 89-100.
• [60] Kurelec B.: Environ. Health Persp., 1997,105, 855-860.
• [61] Endicott J.A. i Ling V.: Annu. Rev. Biochem., 1989, 58, 137-171.
• [62] Doi A.M., Holmes E. i Kleinow K.M.: Aquat. Toxicol., 2001, 55, 157-170.
• [63] Luckenbach T., Corsi I. i Epel D.: Marine Environ. Res., 2004, 58, 215-219.
• [64] Bayne B.L., Moore M.N., Widdows J., Livingstone D.R. i Salkeld P.: Philos.Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci., 1979,286,563-581.
• [65] Stebbing A.R.D., DelhJefsen V. i CarrM.:Mar. Ecol. Progress Series, 1992,91, 1-361.
• [66] Chatfield C. i Collins A.J.: The Scientist, 2003, 17, 20-21.
• [67] Kuzyk Z.Z.A., Burgess N.M., Stów J.Pi Fox G.A.: Ecotoxicol„ 2003, 12, 183-197.
• [68] Walker C.H., Hopkin S.P., Siblu R.M. i Peakall D.B.: Podstawy ekotoksykologii. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2002.