纳米氧化锌颗粒物通过氧化应激和离子通道失调诱导大鼠气管上皮细胞凋亡的机理

纳米氧化锌具有广泛的工业用途,其生态安全性受到广泛关注,针对纳米氧化锌诱导的呼吸道细胞毒性及其作用机理研究尚不广泛.本研究分别采用不同浓度和粒径(30 nm和90 nm)的氧化锌颗粒物处理大鼠气管上皮细胞(rat tracheal epithelial cells,RTE cells),暴露时间为12 h,通过检测细胞内锌元素含量,细胞增殖抑制率,细胞凋亡率,凋亡相关caspsae 3基因与蛋白相对表达量,细胞内金属硫蛋白活性,ROS和MDA含量、细胞内Ca~(2+)-ATP酶和Na~+/K~+-ATP酶活性来分析纳米氧化锌诱导细胞毒效应机理.在90 nm纳米氧化锌高浓度暴露时,其细胞内锌元素浓度为0.845μg·L~(-1),约为低浓度暴露组的4.7倍,是30 nm低浓度暴露组的9倍;纳米颗粒物诱导的细胞增殖和凋亡毒效应具有剂量和尺寸依赖效应;30 nm处理组的pro-caspase 3和cleaved-caspase 3蛋白表达量均高于90 nm暴露组;暴露浓度为10 mg·L~(-1)的90 nm处理组的金属硫蛋白增加量为0.533μg·L~(-1),增幅达到46%;不同粒径氧化锌颗粒物处理后,细胞内ROS和MDA含量显著上升,且30 nm处理组结果均高于90 nm处理组;纳米氧化锌颗粒物暴露诱导细胞Ca~(2+)-ATP酶和Na~+/K~+-ATP酶活性显著下降,30 nm氧化锌颗粒物暴露组,其Na~+/K~+-ATP酶活性分别是对照组的1.8倍和3.5倍.纳米氧化锌颗粒物进入RTE细胞,通过干扰锌在细胞内代谢,诱导细胞内ROS和MDA水平升高,产生氧化应激,进而诱导细胞凋亡是导致纳米氧化锌产生细胞毒性的主要原因之一.纳米氧化锌会导致细胞内Ca~(2+)-ATPase和Na~+/K~+-ATPase活性下降,离子通道失调,破坏细胞内离子平衡,进一步造成细胞凋亡.     

科学狂人文特尔演练生命自造模式

这是世界上第一个人造细胞。我们称它为＂人造儿＂,因为这个细胞完全来自于合成的染色体,用4瓶化学物质在一个化学合成器下制造出来的。这是地球上第一个父母是电脑、却可以进行自我复制的物种。——克雷格·文特尔     

科学家合成首个人造活细胞

5月21日,科学家宣布了一项人工生命工程的重要进展。该研究小组宣布,制造出了人工NDA驱动的活细胞,并已经对该项研究申请了专利。     

辽东湾北部海域大型底栖动物研究：Ⅱ.生物多样性与群落结构

为深入了解辽东湾北部海域大型底栖动物的生态学特征及其与环境因子的相互作用,依据2007年7月下旬在辽东湾进行的大型底栖动物生态调查数据,论述了大型底栖动物的生物多样性与群落结构特点.调查区内大型底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数为0～3.40,平均值为2.41;Margalef物种丰富度指数为0～2.40,平均值为1.58.两指数的空间分布趋势较为一致,低值区主要位于调查区北部的沿岸浅水区,其他海域的生物多样性指数较高且无显著的空间差异.以20%的相似性程度划分,取样站可被划为7个大型底栖动物站组,各站组在调查区内呈斑块状分布.其中,有4个站组(站组Ⅰ,Ⅱ,Ⅴ和Ⅵ)的生物量曲线始终在丰度曲线之上,且优势度明显,表明大型底栖动物群落尚未受到显著干扰;其他站组的生物量曲线与丰度曲线相互交叉或非常接近,显示大型底栖动物群落已受到中等程度干扰.统计分析表明,水深,底层水中的ρ(DO),ρ(总磷)共同构成了解释调查区内大型底栖动物群落结构的最佳环境因子组合,它们与栖息密度(R=0.484)和生物量(R=0.489)的相关关系均达到显著水平(P<0.01).     

氮对酵母菌-SBR系统效能及酵母形态的影响研究

在酵母菌-SBR系统处理高含油废水中研究了氮添加对酵母细胞形态、沉降性、废水处理效果的影响及恢复能力.结果表明,氮添加量直接影响到系统中酵母菌的生物量,沉降性、pH和处理效果;氮缺乏诱发某些酵母菌菌株细胞由酵母形态向真菌丝形态转化,进而影响到酵母菌的沉降性;从系统运行效果和稳定性方面综合考虑,运行时最佳的进水BOD/N为20/1;恢复最佳氮添加能提高不同程度缺氮系统的处理效果,并可使轻度菌丝化系统快速恢复酵母形态为主,但在短期内对高度菌丝化系统的恢复效果不明显.     

Gallic acid和SDS对黑麦草体内重金属亚细胞及形态分布的影响

通过盆栽试验,研究了投加螯合剂没食子酸gallic acid(5mmol·kg-1)与表面活性剂十二烷基磺酸钠SDS(1mmol·kg-1)对黑麦草(Lolium perenneL.)体内重金属亚细胞及形态分布的影响.结果表明,单独投加gallicacid增强了黑麦草对Cd、Pb的区室化作用及对Zn的细胞壁沉积作用;复合投加gallic acid和SDS增强了黑麦草对Cd的区室化作用和细胞壁沉积作用,以及对Zn的细胞壁沉积作用.单独投加gallic acid使黑麦草体内Cd、Zn总量分别增加了33.5%和6.0%,其中,惰性态Cd、Zn所占比例分别增加了6.2%、6.3%;复合投加gallic acid和SDS使黑麦草体内Cd总量增加了35.6%,Zn总量减少了1.1%,其中,惰性态Cd、Zn所占比例分别增加了7.2%、8.6%,增强了植物对Cd、Zn的螯合作用.各处理对Pb的亚细胞分布及形态无明显影响.     

镉诱导长江华溪蟹肝胰腺细胞凋亡研究

应用显微与亚显微技术和琼脂糖凝胶电泳方法,研究了不同浓度Cd2+(0、7.25、14.50、29.00、58.00和116.00mg·L-1)处理不同时间(24、48、72和96h)对长江华溪蟹(Sinopotamon yangtsekiense)肝胰腺细胞凋亡的影响.结果显示,29.00mg·L-1Cd2+处理48h,光镜下肝胰腺细胞凋亡主要表现为染色质不规则凝聚、固缩和边集;58.00mg·L-1Cd2+处理72h,细胞核碎裂,形成凋亡小体;116mg·L-1Cd2+处理96h,出现坏死细胞;电镜下48h和72h处理组肝胰腺细胞呈现典型的细胞凋亡特征,与光镜检测结果一致,具体表现为核边集、核膜折叠、核裂解形成凋亡小体.琼脂糖凝胶电泳图谱中48和72h处理组出现凋亡细胞所特有的DNA梯状条带,58.00mg·L-1Cd2+处理72h后条带尤为清晰.随着Cd2+浓度的增加和处理时间的延长,肝胰腺中凋亡细胞所占比例呈现先升后降的趋势,凋亡指数的变化表现出显著的剂量和时间效应关系.研究表明,镉能够诱导长江华溪蟹肝胰腺出现细胞凋亡.细胞凋亡的检测及凋亡指数的变化能够灵敏地反映出镉对水生动物的胁迫程度及毒性大小,可作为水生态环境镉污染的生物评估指标.     

碘代乙酸体外暴露诱导斑马鱼(Danio rerio)淋巴细胞内源性凋亡可能机理研究

以斑马鱼(Danio rerio)为试验生物,经淋巴细胞体外暴露试验,从细胞内源性凋亡角度,研究了饮用水消毒副产物—碘代乙酸诱导斑马鱼淋巴细胞损伤的致毒机理.结果表明,在碘代乙酸的环境浓度1μg·L-1下暴露24、36、48和96 h后,细胞凋亡率从对照组的3.52%分别增加到15.89%、22.47%、40.76%和52.13%,与对照组差异均为极显著(p0.01);线粒体膜电位分别较对照组下降了32.9%、50.1%、68.6%和81.5%,与对照组差异均为极显著(p0.01);细胞色素C的相对释放量分别增加了0.85、1.37、1.86和2.66倍,与对照组差异均为极显著(p0.01).暴露36、48和96 h后,Caspase-3酶活性分别增加了0.49、0.86和1.43倍,与对照组差异均为极显著(p0.01);Caspase-9酶活性分别增加了0.73、1.41和1.88倍,与对照组差异均为极显著(p0.01);抑制凋亡Bcl-2基因的相对表达量分别下降27.0%、35.3%和52.3%,与对照组差异均为极显著(p0.01);而促进凋亡的Bax基因相对表达量分别增加1.1、2.3和3.2倍,与对照组差异均为极显著(p0.01).碘代乙酸体外诱导斑马鱼淋巴细胞凋亡的可能机制是,线粒体膜电位的崩溃导致细胞色素C持续从线粒体中释放,进而引起细胞凋亡下游通路的变化;Bcl-2基因和Bax基因明显参与了对凋亡的调控.此外,Caspase-9酶的活化导致Caspase-3酶活化,最终引起细胞凋亡.     

强降雨对胶州湾浮游动物群落结构的影响

2012年8月2日台风达维登陆青岛,青岛市降大到暴雨(平均降水量69.9 mm)。为研究此次强降雨对胶州湾浮游动物群落结构的影响,本文利用降雨前(7月17日)和暴雨后(8月5日)采集的浮游动物样品,分析了胶州湾海域大中型浮游动物的种类组成、优势种、丰度和生物多样性等群落结构特征变化。结果表明:强降雨前后胶州湾浮游动物的种类数均为51种,但受强降雨带来的剧烈物理冲击和海洋环境快速改变的影响,强降雨后胶州湾浮游动物的平均丰度由1003.4 ind/m3下降为659.4 ind/m3。受海域地形等因素影响,不同海域所受影响程度不同,海湾东部浮游动物丰度下降趋势较西部明显,中部较湾口下降明显。同时,强降雨后浮游动物优势种更替明显,生物多样性指数略有增长。本研究可为深入了解异常极端天气对浮游动物群落结构的影响等研究提供基础资料。     

同步半硝化-厌氧氨氧化-反硝化一体式反应器的运行条件和微生物丰度研究

通过小试考察了同步半硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)系统的运行条件以及各种细菌的丰度变化情况。结果表明:通过控制温度等运行参数可以成功启动SNAD系统。在启动阶段,细菌的丰度基本保持不变;在稳定化运行阶段,氨氧化细菌(AOB)的丰度为(2.95E+07)copies/g(每克污泥,下同)、亚硝酸盐氧化细菌(NOB)中的Nitrospira和Nitrobacter的丰度分别为(5.87E+05),(3.95E+06)copies/g,厌氧氨氧化(Anammox)细菌的丰度达到了(7.85E+09)copies/g。对于整个系统而言,AOB和Anammox是系统中的优势细菌。