近日，資源與環(huán)境學(xué)院王軍教授課題組在《Journal of Hazardous Materials》發(fā)表了題為“Fosthiazate, a soil-applied nematicide, induces oxidative stress, neurotoxicity and transcriptome aberrations in earthworm (Eisenia fetida)”的研究論文。研究生王燦和姚向峰為該論文的第一作者，王軍教授為該論文的通訊作者。

噻唑膦，一種廣泛使用的有機(jī)磷殺線蟲劑，對(duì)根結(jié)線蟲有良好的防治效果。然而由于其灌根，土壤撒施等施用方式使得噻唑膦直接進(jìn)入土壤環(huán)境。因此，噻唑膦在有效防治根結(jié)線蟲的同時(shí)，是否會(huì)對(duì)有益土壤非靶標(biāo)生物產(chǎn)生負(fù)面影響尚不清楚。因此，本研究以土壤模式生物赤子愛勝蚓（Eisenia fetida）為受試靶標(biāo)，整合傳統(tǒng)毒性終點(diǎn)，人工智能AlphaFold2建模以及轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)全面系統(tǒng)的揭示了噻唑膦對(duì)赤子愛勝蚓的毒性效應(yīng)及其作用機(jī)制。

圖1 圖形摘要

結(jié)合噻唑膦對(duì)靶標(biāo)線蟲的作用機(jī)制，本研究首次通過人工智能AlphaFold2建模預(yù)測(cè)了赤子愛勝蚓的乙酰膽堿酯酶（AChE）蛋白結(jié)構(gòu)，結(jié)合分子對(duì)接技術(shù)發(fā)現(xiàn)噻唑膦可通過分子間作用力穩(wěn)定結(jié)合酶蛋白，導(dǎo)致AChE活性降低，證明噻唑膦對(duì)非靶標(biāo)生物具有類靶標(biāo)的神經(jīng)毒性作用。此外，神經(jīng)毒性進(jìn)一步級(jí)聯(lián)一系列負(fù)面效應(yīng)，包括氧化應(yīng)激，細(xì)胞凋亡以及炎癥反應(yīng)。

圖2. AlphaFold2建模預(yù)測(cè)噻唑膦與赤子愛勝蚓AChE蛋白之間的相互作用模式圖

本研究揭示了噻唑膦在蚯蚓體內(nèi)暴露的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)，并初步闡明了其毒性作用機(jī)制，為噻唑膦土壤環(huán)境安全評(píng)價(jià)提供了參考數(shù)據(jù)。

研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目的資助。

文章地址：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2023.132865

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波