Proteomic mechanisms for the combined stimulatory effects of glyphosate and antibiotic contaminants on Microcystis aeruginosa.
Chemosphere · 2021 · 267:129244 · PMID 33321278 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 농업과 정책 > 규제·위해평가
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
글리포세이트 또는 항생제에 대한 단일 노출은 호르메시스(hormesis)로 인해 현재 보고된 농도에서 남세균의 성장을 촉진할 수 있다. 그러나 이러한 오염물질들이 결합 노출 조건 하에서 남세균에 미치는 영향은 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 우점성 대증식성 남세균인 *Microcystis aeruginosa*에 대한 글리포세이트와 아목시실린, 설파메톡사졸, 테트라사이클린, 시프로플록사신으로 구성된 4가 항생제 혼합물의 복합적 영향에 대한 단백체학적 메커니즘을 조사하고 이를 글리포세이트 단일 노출의 메커니즘과 비교하였다. *M. aeruginosa*의 성장률, Fv/Fm으로 나타낸 광합성 활성도 및 마이크로시닌 생산 능력은 글리포세이트 노출에 대해 전형적인 U자형 호르메시스 용량-반응 곡선을 보였다. 광합성 및 생합성과 관련된 단백질의 상향 조절과 광합성 활성의 증가는 0.1–5 μg/L 글리포세이트에 의해 유도된 성장 촉진을 담당하였으며, mcyB 단백질의 상향 조절은 글리포세이트 처리된 세포에서 마이크로시닌 합성을 증가시키는 데 기여하였다. 0.04–0.2 μg/L 혼합 항생제의 존재는 글리포세이트의 자극 효과를 유의하게(p < 0.05) 증강시켰다. 글리포세이트와 혼합 항생제의 복합 노출은 여섯 가지 마이크로시닌 합성 조절 단백질(mcyC, mcyF, mcyG, mcyI, MAE_56520 및 ntcA)의 상향 조절을 통해 마이크로시닌 합성을 촉진하였고, 광합성, 세포 분열, 탄소 고정, 펜토스 인산염, 번역 및 엽록소 합성 관련 단백질의 상향 조절을 통해 남세균 성장을 자극하였다. 글리포세이트와 항생제 오염물질의 복합 노출은 단일 노출의 무영향 농도(혼합 항생제의 경우 0.04 μg/L; 글리포세이트의 경우 0.05, 10 및 100 μg/L)에서 남세균 성장을 촉진하였으며, 이는 남세균 대증식화 형성 촉진을 통해 수생태계에 대한 복합 오염의 위협이 증가하고 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
A single exposure to glyphosate or antibiotic may facilitate cyanobacterial growth at currently reported concentrations due to hormesis. However, the influence of these contaminants on cyanobacteria under combined exposure conditions has not been reported. In this study, proteomic mechanisms for the combined effects of glyphosate and a quaternary antibiotic mixture of amoxicillin, sulfamethoxazole, tetracycline, and ciprofloxacin in a dominant bloom-forming cyanobacterium (Microcystis aeruginosa) were investigated and compared with those for single exposure to glyphosate. The growth rate of M. aeruginosa, photosynthetic activity indicated by Fv/Fm, and microcystin production ability showed a typical U-shaped hormetic dose-response to glyphosate exposure. Upregulated proteins related to photosynthesis and biosynthesis, as well as increased photosynthetic activity, were responsible for the stimulated growth induced by 0.1-5 μg/L glyphosate, while the upregulation of mcyB protein contributed to increased microcystin synthesis in glyphosate-treated cells. The presence of 0.04-0.2 μg/L mixed antibiotics significantly (p < 0.05) enhanced the stimulation effects of glyphosate. Combined exposure to glyphosate and mixed antibiotics promoted microcystin synthesis through the upregulation of six microcystin synthesis regulatory proteins (mcyC, mcyF, mcyG, mcyI, MAE_56520, and ntcA) and stimulated cyanobacterial growth through the upregulation of proteins involved in photosynthesis, cell division, carbon fixation, pentose phosphate, translation, and chlorophyll synthesis. Combined exposure to glyphosate and antibiotic contaminants promoted cyanobacterial growth at no-effect concentrations of single exposure (0.04 μg/L for mixed antibiotics; 0.05, 10 and 100 μg/L for glyphosate), suggesting an increased threat from combined contamination to aquatic ecosystems through promoting the formation of cyanobacterial bloom.| 저자 | Xu, S.; Liu, Y.; Zhang, J.; Gao, B. |
|---|---|
| 저널 | Chemosphere |
| 권·호·쪽 | 267, 129244 |
| PMID | 33321278 |
| DOI | 10.1016/j.chemosphere.2020.129244 |
| MeSH | Anti-Bacterial Agents; Ecosystem; Glycine; Microcystins; Microcystis; Proteomics; Glyphosate |