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Adelaide 大学研究发现了金属镉在食物链中的积累机制,以及金属镉对活细胞的较强毒性。
相关文章发表在 Nature Communications 杂志上,这项研究表明镉可以扰乱必需金属锰和锌的跨膜运输。
“镉是一种非常重要的工业重金属原料,但它的暴露将导致其在食物链中的积累,最终引发其对动物和人类的毒性作用,”该项目负责人 Christopher McDevitt 博士说,他是 Adelaide 大学传染病研究中心的高级研究员和副主任。
“由于对工业或电子废物的粗劣处理,生活中我们就可能通过香烟和摄入受污染的食物接触到镉。我们很早就知道了镉的毒性,但是以前我么并不知道其毒性的作用机制和对细胞的破坏程度。”
“我们已经发现,在细菌系统模型中,镉的化学反应使其绕过阻止其他金属(如铁和锌)进入细胞的机制,最终使镉能够自由进出细胞。
“一旦进入到细胞内部,镉即插入细胞内的镉金属感应部位,使该部位发生故障,并泵出错误的金属离子,同时引入更多的镉。这便直接导致了最终的细胞死亡。”
“我们既然了解了镉的毒性,因此,在分子水平上,开发出新的防止镉中毒的策略至关重要。”
该研究小组成员包括 McDevitt 博士和他的博士学生 Stephanie Begg ,后者负责执行整个实验过程,目前,他们正在调查致病细菌----肺炎链球菌在感染期间对金属的清除机制,探索阻止重金属发挥效力和防止疾病的方法。
在电子产业系统,镉是一种重要的金属原料,广泛应用于镍镉电池的生产过程中。镉可以从工业废料中浸出至水源或土壤中,且元素状态并不发生变化。自20世纪初以来,全球镉的产量上升了不止一千倍,每年镉产量大约有 20000 吨。据估计,人类每天摄取镉的量为30微克。
“镉并不是生物系统的必需原料(并不排除极个别例外现象),这就意味着当细胞遇到这种重金属的话,它们目前还没有进化出一种处理这种金属的方式,”McDevitt 博士说。“我们的发现在防止镉的毒性新疗法的研究中中发挥重要作用。”