中國科學(xué)家利用酵母菌實時在線監(jiān)測PM2.5毒性

新華社北京3月17日電 (魏夢佳、鄭逢燕)空氣污染特別是PM2.5是當前人類面臨的重要的環(huán)境問題之一。北京大學(xué)課題組研究人員近期在此問題上取得跨學(xué)科進展，首次以熒光標記的酵母菌取代現(xiàn)有方法中的半導(dǎo)體傳感器，實現(xiàn)了對PM2.5多方面毒性的實時在線監(jiān)測。

據(jù)了解，目前對于大氣顆粒物的毒性研究，大多采用離線的方式，不能及時知曉其毒性；而細胞染毒或動物暴露實驗靈敏度偏低，一些健康效應(yīng)不易檢測到。在顆粒物致病機理方面，目前也存在類似“盲人摸象”的現(xiàn)象，不能夠全方面地了解PM2.5的毒性機理。

受酵母菌相關(guān)研究的啟發(fā)，由北大環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院研究員要茂盛、物理學(xué)院副教授羅春雄領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，集成利用空氣采樣、微流控、熒光蛋白標記的酵母菌以及單酵母菌蛋白熒光自動檢測平臺，用活體酵母菌替代傳統(tǒng)半導(dǎo)體傳感器，創(chuàng)建了大氣PM2.5毒性實時在線監(jiān)測系統(tǒng)。

要茂盛介紹，課題組先將PM2.5顆粒物采集到液體中，再將樣品實時輸送至放有酵母菌的芯片里。由于酵母菌會對來自顆粒物的刺激發(fā)生反應(yīng)，通過用不同熒光蛋白標記酵母菌的所有基因，就可實時看到酵母菌的哪些基因?qū)︻w粒物的刺激發(fā)生了響應(yīng)，就好像可“實時監(jiān)測不同地區(qū)車輛行駛狀況”。

據(jù)悉，這種酵母菌俗稱釀酒酵母，繁殖快，其基因序列于1996年測序完成，是第一個完成基因測序的真核生物，被廣泛地應(yīng)用在人類疾病研究中。

研究人員認為，這種方法對于顆粒物對人體健康效應(yīng)機制的研究提供了開創(chuàng)性的研究思路和方法，可從分子水平理解PM2.5對人體的可能損傷情況。

目前，此項研究成果已申請國家發(fā)明專利。課題組正在利用該體系對不同國家、地區(qū)顆粒物的毒性進行研究，同時也在篩查更多有響應(yīng)的酵母菌蛋白，并研究其靈敏度、響應(yīng)的毒性標定，以進一步揭示PM2.5對人體的具體致病毒性機制。