Genotoxicity of diuron and glyphosate in oyster spermatozoa and embryos.
Aquat Toxicol · 2012 · 106-107:104-13 · PMID 22115909 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 유전독성 · 제형(GBH)
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본 연구는 유전독성물질에 대한 배우자 및 배아 노출이 유전독성과 생식/발달 장애 간의 가능한 연관성을 찾고, 화학적 유전독성이 개체군 역학에 미치는 영향을 탐구하기 위해 수행되었다. 본 연구는 두 가지 제초제인 글리포세이트(활성 물질 및 라운드업 제형 모두)와 디우론이 굴 배우자 및 배아에 미치는 유전독성 효과에 초점을 맞추었다. 프랑스는 유럽에서 농화학물질의 주요 소비국이며, 따라서 프랑스 연안 해역의 농약 오염은 주요 관심사이다. 글리포세이트와 디우론은 굴 양식 지역에서 가장 빈번하게 검출되는 제초제 중 일부이며, 굴은 외부 생식을 하는 종이므로 그 배우자와 배아는 주변 해수에 직접 접촉하며 따라서 이러한 잠재적으로 위험한 물질에 특히 노출된다. 본 연구 과정에서 다양한 실험에서 유전독성 및 배아독성 반응의 차이가 관찰되었는데, 이는 시험된 기원지(genitor) 로트 간의 오염물질 민감도 차이에 기인할 수 있다. 글리포세이트와 라운드업은 시험된 농도에서 굴 발달에 영향을 미치지 않았으나, 디우론은 가장 낮은 시험 농도인 $0.05 \mu\text{g L}^{-1}$부터 배아-유생 발달에 유의미한 영향을 미쳤다. 따라서 디우론은 자연 환경에서 굴의 초기 개체군(recruitment rates)에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 본 정자독성 연구에서는 시험된 제초제 중 어느 것도 굴 정자에게 세포 독성을 나타내지 않았다. 그러나 알칼리성 코멧 분석법(alkaline comet assay)은 $0.05 \mu\text{g L}^{-1}$ 이상의 농도에서 디우론이 굴 정자에 유의미한 유전독성 효과를 가짐을 보여주었다. 반면, 디우론 노출로 인한 정자 미토콘드리아 기능이나 거핵막 무결성에는 영향이 관찰되지 않았다. 초기 결과에서는 정자 기능에 부정적인 영향이 없었지만, 수정률에 미치는 잠재적 영향과 손상된 DNA 전달이 굴의 발달 및 생리적 성능에 미치는 결과는 추가 조사가 필요하다. 디우론의 배아독성 및 유전독성 효과를 설명하는 가능한 가설은 이것이 산화 스트레스를 유발함으로써 작용할 수 있다는 것이다.ORIGINAL ABSTRACT
We investigated the effects of genotoxicant exposure in gametes and embryos to find a possible link between genotoxicity and reproduction/developmental impairment, and explore the impact of chemical genotoxicity on population dynamics. Our study focused on the genotoxic effects of two herbicides on oyster gametes and embryos: glyphosate (both as an active substance and in the Roundup formulation) and diuron. France is Europe's leading consumer of agrochemical substances and as such, contamination of France's coastal waters by pesticides is a major concern. Glyphosate and diuron are among the most frequently detected herbicides in oyster production areas; as oyster is a specie with external reproduction, its gametes and embryos are in direct contact with the surrounding waters and are hence particularly exposed to these potentially dangerous substances. In the course of this study, differences in genotoxic and embryotoxic responses were observed in the various experiments, possibly due to differences in pollutant sensitivity between the tested genitor lots. Glyphosate and Roundup had no effect on oyster development at the concentrations tested, whereas diuron significantly affected embryo-larval development from the lowest tested concentration of 0.05 μg L⁻¹, i.e. an environmentally realistic concentration. Diuron may therefore have a significant impact on oyster recruitment rates in the natural environment. Our spermiotoxicity study revealed none of the tested herbicides to be cytotoxic for oyster spermatozoa. However, the alkaline comet assay showed diuron to have a significant genotoxic effect on oyster spermatozoa at concentrations of 0.05 μg L⁻¹ upwards. Conversely, no effects due to diuron exposure were observed on sperm mitochondrial function or acrosomal membrane integrity. Although our initial results showed no negative effect on sperm function, the possible impact on fertilization rate and the consequences of the transmission of damaged DNA for oyster development and physiological performances, requires further investigation. A likely hypothesis to explain the embryotoxic and genotoxic effects of diuron is that it may act via causing oxidative stress.| 저자 | Akcha, F.; Spagnol, C.; Rouxel, J. |
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| 저널 | Aquatic toxicology (Amsterdam, Netherlands) |
| 권·호·쪽 | 106-107, 104-13 |
| PMID | 22115909 |
| DOI | 10.1016/j.aquatox.2011.10.018 |
| MeSH | Animals; Diuron; Embryo, Nonmammalian; Glycine; Herbicides; Male; Mutagens; Ostreidae; Risk Assessment; Spermatozoa; Water Pollutants, Chemical; Glyphosate |