近日，中科院合肥研究院強磁場中心許安研究員課題組在持久性有機污染物硫丹誘導秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans, C. elegans)生殖細胞基因突變研究方面取得新進展。該研究成果發表于國際環境領域著名期刊Environmental Science & Technology。

　　硫丹（1,2,3,4,7,7-六氯雙環2.2.1庚-2-烯-5,6-雙羥甲基亞硫酸酯，endosulfan）是一種應用廣泛的廣譜性有機氯農藥，由α-硫丹和b-硫丹兩種同分異構體組成。由于其具有環境持久性、高毒性及生物累積性，硫丹已于2011年被斯德哥爾摩公約列入持久性有機污染物(POPs)名單。流行病學研究和動物實驗顯示，硫丹急性和慢性暴露均會對生殖系統產生影響，不僅造成生殖器官損傷，而且干擾后代的生殖與發育，但相關生殖毒性的機制目前尚不清楚。由于生殖細胞遺傳損傷所導致的出生缺陷與遺傳疾病目前缺乏有效治療手段，并且其對人群的不利影響會延及多代，因此亟待發展快速靈敏的檢測技術，從源頭解析污染物導致生殖細胞遺傳損傷的毒性特征。研究人員利用高通量測序技術，在毒理學替代模型秀麗隱桿線蟲體系中，發展了一種通過比較子代基因組序列分析生殖細胞中基因突變的高通量快速檢測手段。該研究方法相較以往檢測手段不但極大縮短了實驗周期，也得以從全基因組水平揭示持久性有機污染物硫丹對動物生殖細胞基因突變頻率的影響及其中的生物學機制。

　　研究結果顯示，接近環境濃度的硫丹在親本暴露條件下顯著增加了子代線蟲基因突變頻率；利用varscan2、pindel等軟件對突變譜進行分析發現，α-硫丹主要在胸腺嘧啶(Thymine, T)上引發DNA加合物進而導致A:T→G:C的單核苷酸變異以及簇狀突變(cluster mutation)；研究者在DNA 損傷應答(DNA damage response) 基因xpa-1與pol η缺陷品系線蟲中，進一步揭示了硫丹在生殖細胞中誘發的基因突變依賴于低保真度的跨損傷合成聚合酶 η (pol η)在細胞復制過程中產生的堿基錯配。上述研究揭示，環境持久性有機污染物對動物生殖細胞遺傳穩定性的影響是評估其生態環境與健康風險的重要環節。

　　中國科學技術大學環境科學與光電技術學院博士生曹振霄為文章的第一作者，強磁場中心許安研究員、杜華副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、安徽省重點研究與開發計劃等項目的資助和支持。

　　文章鏈接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c06817 

α-硫丹在跨損傷復制酶pol η的參與下增加了秀麗隱桿線蟲子代基因組中T至C類型的點突變頻率