Glyphosate-based herbicides modulate oxidative stress response in the nematode Caenorhabditis elegans.
Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol · 2018 · 214:1-8 · PMID 30142450 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 제형(GBH)
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글리포세이트계 제초제는 도시 및 농촌 활동에서 비선택성 및 발아 후 제초제로 사용된다. 농업 생산국에서의 반복적인 사용을 고려할 때, 환경 내 글리포세이트 농도 증가는 비표적 생물에 대한 유해 영향을 시험하고 그 사용 위험성을 평가할 필요성을 제기한다. 본 논문은 상용 글리포세이트 제제(glyphosate F)가 선충 *Caenorhabditis elegans*에 미치는 독성학적, 산화 스트레스 및 조절 효과를 분석하였다. 우리는 glyphosate F 처리된 선충에서 ROS 생성과 산화 스트레스 반응의 증강을 검출하였다. 특히, 카탈라아제 특이 활성의 증가된 *ctl-1* 카탈라아제 유전자 발현을 발견하였다. 또한, 우리는 glyphosate F 처리가 인슐린/IGF-1 신호 전달 경로의 중요한 표적인 FOXO 전사 인자 DAF-16을 활성화시켜 스트레스 저항성, 생식 발달, 다우어 형성 및 수명과 관련된 광범위한 유전자들의 전사를 조절함을 보여주었다. 요약하자면, glyphosate F에 대한 노출은 *C. elegans*에서 산화 불균형을 유도하며, 이는 DAF-16 활성화로 이어지고 결과적으로 항산화 방어 시스템을 강화하는 유전자들의 발현으로 이어진다. 이러한 측면에서, *clt-1* 유전자와 카탈라아제 활성은 글리포세이트 사용의 환경적 위험성을 평가하기 위한 보다 민감한 프로토콜을 개발하는 데 우수한 바이오마커임이 입증되었다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate-based formulation is used as non-selective and post-emergent herbicides in urban and rural activities. In view of its recurring applications in agricultural producing countries, the increase of glyphosate concentration in the environment stresses the need to test the adverse effects on non-target organisms and assess the risk of its use. This paper analyzes the toxicological and oxidative stress and modulatory effects of a glyphosate commercial formulation (glyphosate F) on the nematode Caenorhabditis elegans. We detected ROS production and enhancement of oxidative stress response in glyphosate F-treated nematodes. Particularly, we found an increased ctl-1 catalase gene expression of a catalase specific activity. In addition, we showed that glyphosate F treatment activated the FOXO transcription factor DAF-16, a critical target of the insulin/IGF-1 signaling pathway, which modulates the transcription of a broad range of genes involved in stress resistance, reproductive development, dauer formation, and longevity. In summary, the exposure of glyphosate F induces an oxidative imbalance in C. elegans that leads to the DAF-16 activation and consequently to the expression of genes that boost the antioxidant defense system. In this regard, clt-1 gene and catalase activity proved to be excellent biomarkers to develop more sensitive protocols to assess the environmental risk of glyphosate use.| 저자 | Kronberg, M. F.; Clavijo, A.; Moya, A.; Rossen, A.; Calvo, D.; Pagano, E.; Munarriz, E. |
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| 저널 | Comparative biochemistry and physiology. Toxicology & pharmacology : CBP |
| 권·호·쪽 | 214, 1-8 |
| PMID | 30142450 |
| DOI | 10.1016/j.cbpc.2018.08.002 |
| MeSH | Animals; Animals, Genetically Modified; Biomarkers; Caenorhabditis elegans; Caenorhabditis elegans Proteins; Catalase; Dose-Response Relationship, Drug; Environmental Biomarkers; Environmental Monitoring; Forkhead Transcription Factors; Gene Expression Regulation, Developmental; Glycine; Herbicides; Hormesis; Larva; Models, Biological; Mutation; Oxidative Stress; Pesticide Residues; Reactive Oxygen Species; Soil Pollutants; Toxicity Tests, Acute; Glyphosate |