绿蛋和他:揭示化学曝光的生殖效果
MonicaColaiácovo致力于学习MeIosis,生产鸡蛋和精子的细胞分裂类型。Meiosis对健康繁殖至关重要。染色体异常引起的失调症患者危害综合征,超过35%的流产率和4%的死产和其他条件。
在她的研究中,Colaiácovo是哈佛医学院的遗传学副教授,她想“了解所有能确保你最终拥有正确数量的卵子和精子染色体的重要因素”,发现减数分裂不仅会因基因突变而中断,也会因暴露于环境中的有毒化学物质而中断。
更糟糕的是,她发现这些中断的证据不仅可以向暴露的有机体的孩子们传递,而且还可以通过孙子和孙子孙女。
“我们要问的基本问题是:调节减数分裂的遗传学是什么?环境中的哪些化学品导致生殖能力问题?它们如何导致这些问题,以及某些曝光会导致转基因影响?”辣椒说。
除了回答有关减数分裂细节的基本问题,她的研究还可能影响政策决策和产业化学希望保护未来几代遗传健康的希望。
减数分裂解压缩
Colaiácovo专注于MeIosis的第一阶段,当单亲父母细胞重复其染色体时,然后分为两种。随着细胞准备划分,其染色体对排队,交换DNA段并分开。一种称为Synaponemal Complex的临时结构将染色体对加上交换遗传物质。
几年前,Colaiácovo给小型秀丽隐杆线虫注射常见的增塑剂双酚A (BPA),看看在减数分裂过程中是否出了什么问题。缺陷出现在Synaponemal Complex拉链。结果,染色体对没有完全对齐、修复损伤或正确分离。
这些发现重复了其他研究人员在小鼠模型中看到的结果。Colaiácovo更进一步确定了一组基因对于DNA修复很重要,其活性被抑制在BPA暴露的蠕虫中。它们是超过60%的基因,C.秀丽隐形与人类股份。鼠标研究很快就证实了发现。
“这意味着我们发现了一个理想的模型,蠕虫了解化学曝光如何干扰生殖健康,”她说。
绿色屏幕
为了一次研究一种以上的化学物质,Colaiácovo按比例放大了。
她采用了一种名为“绿鸡蛋和HIM”的筛选系统。如果蠕虫的卵有错误数量的染色体(在这种情况下,缺失的X染色体),荧光标记会使它们发出绿色的光。她把蚯蚓放进阱盘里,给每个阱加入不同的化学物质,然后观察发生了什么。
使用13种化疗化合物验证她的筛选模型后,她检查了47种化学品,从环境保护局数据库中开采。她的团队将数据库的化学品分为基于30年的哺乳动物生殖数据的非,中级或高度“再生氧态”。绿蛋屏幕确认了69%的化学品的分类。
预计许多不匹配的化学物质是非再生毒性,但原来是对重生的。文献搜索在哺乳动物研究中出现了忽视的纠正,并建议并非所有的错配都可能归因于人和C.秀丽隐杆线虫代谢之间的差异。
“这告诉我们美国在美国使用的化学物质被分类为在某些浓度上被归类为安全,这显然是不安全的,”Colaiácovo说。
她的实验室现在正在测试另一批化学物质,包括杀虫剂,杀菌剂和用于摆布和原油加工的物质。她还研究了不同剂量和暴露于多种化学品的影响。
“我们选择了大约50个化学物质,人们可以在日常生活中接触,”该实验室的博士后研究员Nara Shin说。“我们希望研究他们的机制,因为我们真的不明白这些化学品有多少钱,它们如何干扰我们的生殖系统或它们的效果如何转移到下一代。”
世世代代
C. elegans生活不到三个星期,一次奠定了300个鸡蛋,使其成为研究环境化学暴露对随后几代人的影响的方便模型。
Colaiácovo现在正在调整她的绿卵测试,以追踪将第0代的蠕虫暴露于毒素中是否会导致染色质修饰——这可以改变基因的活性——不仅在第1代,而且在第2代、第3代、第4代甚至更多。
与波士顿儿童医院的HMS教授的HMS教授合作,她以前发现干扰调节染色质修饰的基因导致DNA损伤的错误修复,并导致每代更明显的无菌性。ob体育开户网址
“这些发现使我们关注识别化学暴露可能导致可遗传的影响,并试图确定是否真的有一个后生basis-meaning因素超出了DNA序列,例如chromatin-for这些变化影响,“说Luciann昆卡,Colaiacovo的实验室的研究生。
改变改变
Colaiácovo不打算留在实验室中的调查结果。
“我们希望不仅要了解这些事情的方式工作,而且还有这些信息在一个公共论坛中出现,”她说。“我们希望更广泛的社会意识到接触某些化学品的影响,并对政策变化进行一些压力。”
她在环保署和国家环境卫生科学研究所发表期刊出版,以确保“重要的实体在循环中。”她与EPA的生物统治者合作,以确保她的科学就像它一样强烈。
最终,她希望她的调查结果为如何为如何工程师设计的决策提供信息,这些化学品以及与已经渗入环境中的减数分裂的化学品有关。她的实验室正在努力确定是否有具有特殊结构的化学物质,这些结构在类似的方式中干扰减数分裂。
“如果我们的假设是正确的,这将提醒工业,有一些化学品的设计必须彻底重新考虑,”Colaiácovo说。
她还相信,她的秀丽隐杆线虫模型可以为正在开发的、打算引入环境的化学物质提供一种廉价而快速的“首次通过”筛选。
对健康的影响十分病是如此重要,但我们有很多我们不明白。她说,在每天暴露于我们暴露于我们的繁殖效果,这是非常有趣的,“她说。
进一步探索
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