Glyphosate inhibits melanization and increases susceptibility to infection in insects.
PLoS Biol · 2021 · 19:e3001182 · PMID 33979323 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 비발암 건강영향 > 장내미생물 · 곤충
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
멜라닌은 모든 생명계에서 발견되는 검은 갈색 색소로, 자외선 차단, 체온 조절, 산화제 제거, 절지동물 면역 및 미생물 독성 등 다양한 생물학적 기능을 수행한다. 멜라닌이 생물권 전반에 걸쳐 광범위한 역할을 하는 만큼, 특히 곤충의 면역 방어에서 그 역할이 중요하므로, 환경에 만연한 오염물질에 대한 노출이 멜라닌화에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 것이 중요하다. 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 제초제인 글리포세이트는 멜라닌 생성을 억제하며, 이는 곤충을 포함하여 많은 유기체의 건강에 광범위한 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 글리포세이트가 진화적으로 멀리 떨어진 두 종인 Galleria mellonella (나비목: 나비과)와 Anopheles gambiae (파리목: 모기과)의 곤충 건강에 유해한 영향을 미친다는 것을 보여주었으며, 이는 곤충 전반에 걸쳐 광범위한 영향이 있음을 시사한다. 글리포세이트는 Cryptococcus neoformans 감염 후 G. mellonella 애벌레의 생존율을 감소시켰고, 일반적으로 감염 제거에 도움을 주는 혈림프 내 멜라닌화된 결절의 크기를 감소시켰다. 또한 글리포세이트는 A. gambiae 모기에서 말라리아 원인 기생충 Plasmodium falciparum의 부하를 증가시키고, 비감염 모기의 생존율을 변화시켰으며, 성체 모기 중장내 미생물 구성을 교란시켰다. 본 연구 결과는 글리포세이트의 멜라닌 억제 메커니즘이 항산화 효소 시너지 및 반응 산화-환원 균형의 파괴와 관련되어 있음을 보여준다. 전반적으로, 이러한 발견들은 글리포세이트의 환경 축적이 멜라닌 억제, 면역 기능 장애, 그리고 장내미생물총 구성 교란으로 인해 곤충을 미생물 병원체에 더 취약하게 만들 수 있으며, 이는 곤충 개체수 감소에 기여할 가능성을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Melanin, a black-brown pigment found throughout all kingdoms of life, has diverse biological functions including UV protection, thermoregulation, oxidant scavenging, arthropod immunity, and microbial virulence. Given melanin's broad roles in the biosphere, particularly in insect immune defenses, it is important to understand how exposure to ubiquitous environmental contaminants affects melanization. Glyphosate-the most widely used herbicide globally-inhibits melanin production, which could have wide-ranging implications in the health of many organisms, including insects. Here, we demonstrate that glyphosate has deleterious effects on insect health in 2 evolutionary distant species, Galleria mellonella (Lepidoptera: Pyralidae) and Anopheles gambiae (Diptera: Culicidae), suggesting a broad effect in insects. Glyphosate reduced survival of G. mellonella caterpillars following infection with the fungus Cryptococcus neoformans and decreased the size of melanized nodules formed in hemolymph, which normally help eliminate infection. Glyphosate also increased the burden of the malaria-causing parasite Plasmodium falciparum in A. gambiae mosquitoes, altered uninfected mosquito survival, and perturbed the microbial composition of adult mosquito midguts. Our results show that glyphosate's mechanism of melanin inhibition involves antioxidant synergy and disruption of the reaction oxidation-reduction balance. Overall, these findings suggest that glyphosate's environmental accumulation could render insects more susceptible to microbial pathogens due to melanin inhibition, immune impairment, and perturbations in microbiota composition, potentially contributing to declines in insect populations.| 저자 | Smith, D. F. Q.; Camacho, E.; Thakur, R.; Barron, A. J.; Dong, Y.; Dimopoulos, G.; Broderick, N. A.; Casadevall, A. |
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| 저널 | PLoS biology |
| 권·호·쪽 | 19(5), e3001182 |
| PMID | 33979323 |
| DOI | 10.1016/j.fct.2010.09.006 |
| MeSH | Animals; Anopheles; Cryptococcus neoformans; Diptera; Glycine; Immunity, Innate; Infections; Insecta; Lepidoptera; Melanins; Moths; Plasmodium falciparum; Virulence; Glyphosate |