Projekti / Programi
Uporaba kvasovke za določanje toksičnosti izbranih neonikotinoidov na genomski ravni
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P003 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kemija |
neonikotinoidi, kvasovka, testi strupenosti, genomika, genetske mreže
Raziskovalci (10)
Organizacije (3)
Povzetek
V okviru naših raziskav bomo opravili toksikološko študijo, pri kateri bomo proučevali vpliv izbranih neonikotinoidov ter njihovih glavnih metabolitov na modelni evkariontski organizem, kvasovko Saccharomyces cerevisiae. Kvasovke so zaradi dolgoletnih intenzivnih raziskav najbolje poznan evkariontski organizem na molekulski ravni, kar predstavlja prednost pri uporabi tega organizma za preučevanju vpliva različnih kemijskih substanc na evolucijsko ohranjene celične procese. Z drugimi evkarionskimi organizmi si delijo podobno organizacijo celičnih procesov, poleg tega pa se tudi hitro odzivajo na različne spremembe v okolju kot je na primer onesnaževanje oziroma vnos različnih strupenih snovi v okolje. Neonikotinoidi so relativno novi sistemski insekticidi, ki so kemično podobni nikotinu - toksinu, prisotnem v tobaku. Podobno kot nikotin, tudi neonikotinoidi delujejo na nikotinske acetilholinske receptorje. V omenjenih raziskavah bomo določili vpliv imidakloprida in acetamiprida ter njunih razgradnih produktov na hitrost rasti vseh posamičnih delecijskih mutant kvasovke S. cerevisiae. Iz nabora mutant, katerih hitrost rasti bo značilno drugačna zaradi prisotnosti neonikotinoida v okolju celice, bomo sklepali, na katere celične procese pri kvasovki vplivajo neonikotinoidi, ter na osnovi teh podatkov izgradili genetske mreže, ki bodo pojasnile mehanizem delovanja na modelnem organizmu in predvideli možne mehanizme delovanja na netarčnih organizmih pri izpostavljenosti v okolju. Naše rezultate bomo primerjali s podatki o vplivih različnih perturbacij na celično fiziologijo kvasovke ter podatkov o medsebojnih interakcijah kvasnih genov [http://www.yeastgenome.org] ter tako določili mehanizem delovanja neonikotinoidov v kvasovki ter sklepali na možne mehanizme delovanja pri drugih organizmih. Za izolacijo in detekcijo neonikotinoidov bomo uporabljali klasične analitske metode, to je ekstrakcija na trdnem nosilcu in ekstrakcija tekoče-tekoče, oziroma tekoče-trdno, v kombinaciji s plinsko in tekočinsko kromatografijo z različnimi detektorji.
Pomen za razvoj znanosti
Neonikotinoidni insekticidi so danes ena od najbolj uporabljenih skupin insekticidov, obenem pa tudi ena od skupin insekticidov, o katerih potekajo žgoče polemike o tem, ali je njihova uporaba sploh varna ali ne. Nenazadnje so nekatere pripravke v Evropi že umaknili iz uporabe, v Sloveniji na primer, pa smo nekatere zopet vrnili v uporabo ob upoštevanju posebnih postopkov apliciranja. Testiranje strupenosti neonikotinoidih insekticidov na različnih testnih organizmih kot so kopenski raki, vodne bolhe itd. poteka že vrsto let, rezultati pa kažejo zelo različne odzive glede na testne organizme ter glede na različne pripravke z isto glavno učinkovino, to je neonikotinoidom. In prav zaradi raznolikosti tako tarčnih organizmov kot tudi potencialno prizadetih bioloških procesov pri njih je pomembno, da se za ugotavljanje vpliva tako čistih substanc kot tudi aditivov, ki se običajno dodajajo v fitofarmacevtske pripravke, na celični fiziologijo uporabi modelne celice in celostni (genomski) pristop, ki zajame čim širši spekter možnih tarč delovanja. Pri tem pa ne gre le za neonikotinoidne insekticide, pač pa tudi z vse ostale fitofarmacevtske pripravke.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati bodo pripomogli k boljšemu poznavanju delovanja čistih neonikotinoidov in glifosata, aditivov ter kombinacij, ki sestavljajo kmetijski pripravek. Zaradi visokih sistemskih značilnosti omenjenih insekticidov in herbicida ter njihovih kemijskih lastnosti (topnost v vodi, obstojnost v zemlji, fotokemična (ne)stabilnost, itd) predstavljajo potencialno tveganje za kontaminacijo hrane, predvsem kmetijskih pridelkov, saj se ne zadržujejo le na površjo, pač pa prodrejo v celoten sadež pz. plod.
Možni uporabniki dobljenih rezultatov so tako zakonodajalci in pa nadzorni laboratoriji na področju vodooskrbe, zaščite okolja ter kakovosti živil in nenazadnje tudi proizvajalci insekticidov (tudi slovenski), ki lahko na podlagi podatkov načrtujejo in razvijajo nove insekticide, ki so okolju čimmanj škodljivi.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
