Application of confocal microscopy and flow cytometry to identify physiological responses of Prorocentrum micans to the herbicide glyphosate.
Mar Environ Res · 2024 · 196:106417 · PMID 38394976 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 미생물
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
조류인 *P. micans*가 제초제 글리포세이트(glyphosate)의 농도 25–200 μg L⁻¹에 노출되었을 때의 생리학적 반응이 평가되었다. *P. micans*는 박테리아에 의한 글리포세이트의 광물화 결과로 생성된 용존 유기 인을 소비함으로써 성장할 수 있음이 보고되었다. 배지에 글리포세이트를 첨가하는 것은 세포의 광합성 활성을 억제하며, 전자전달계(electron transport chain)을 따른 상대적 전자 전달률과 빛 에너지 이용의 최대 양자 효율에서 현저한 억제가 관찰되었다. 생존에 영향을 주지 않는 농도(150 μg L⁻¹)와 치사 농도(200 μg L⁻¹)의 글리포세이트 농도에서 *P. micans* 세포의 형태학적 및 초미세구조적 변화가 평가되었다. 제초제 농도가 150 μg L⁻¹일 때, 대부분의 *P. micans* 세포에서 세포자멸사(apoptosis)의 초기 징후가 나타났는데, 이는 측면 빛 산란 감소, 세포질 수축, 세포질 소기관의 부분적 파괴, 핵 및 미토콘드리아 형태 변화, 미토콘드리아 막 전위 변화, 그리고 세포 내 엽록소 자가형광 감소로 나타났다. 글리포세이트 농도가 200 μg L⁻¹일 때, *P. micans*는 후기 단계의 세포자멸사 징후를 보였는데, 이는 세포 내 소기관 및 염색질 구조 무결성 파괴, 핵 분절화, 세포질 응축, 세포 내 엽록체 이형성, 그리고 세포막 외부로 세포 내용물 방출을 포함하였다. 글리포세이트에 노출되었을 때 세포자멸사의 징후와 단계를 확인하기 위해 유세포 분석법(flow cytometry) 및 레이저 주사 공초점 현미경법(laser scanning confocal microscopy) 방법을 사용하는 것의 효과성에 대해 논의하였다.ORIGINAL ABSTRACT
The physiological response of the dinoflagellate P. micans to the effect of the herbicide glyphosate at a concentration of 25-200 μg L-1 was evaluated. It has been shown that P. micans is able to grow due to the consumption of dissolved organic phosphorus formed as a result of the mineralization of glyphosate by bacteria. The addition of glyphosate to the medium inhibits the photosynthetic activity of cells; there is a pronounced inhibition of the relative electron transfer rate along the electron transport chain and the maximum quantum efficiency of the use of light energy. Morphological and ultrastructural changes in P. micans cells were evaluated at sublethal (150 μg L-1) and lethal (200 μg L-1) glyphosate concentrations. It has been shown that at a herbicide concentration of 150 μg L-1, the first signs of apoptosis appear in most P. micans cells: a decrease in lateral light scattering, cytoplasmic retraction, partial destruction of cytoplasmic organelles, a change in the morphology of nuclei, mitochondria, a change in the potential of mitochondrial membranes, and a decrease in the autofluorescence of chlorophyll in cells. At a glyphosate concentration of 200 μg L-1, P. micans showed signs of a late stage of apoptosis: violation of the integrity of intracellular organelles and chromatin organization, fragmentation of nuclei, condensation of cytoplasm, disorganization of chloroplasts in the cells, and the release of cell contents beyond the cell membrane. The effectiveness of using flow cytometry and laser scanning confocal microscopy methods for identifying signs and stages of cell apoptosis when exposed to glyphosate is discussed.| 저자 | Solomonova, E.; Shoman, N.; Akimov, A.; Rylkova, O.; Meger, Y. |
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| 저널 | Marine environmental research |
| 권·호·쪽 | 196, 106417 |
| PMID | 38394976 |
| DOI | 10.1016/j.marenvres.2024.106417 |
| MeSH | Glyphosate; Herbicides; Flow Cytometry; Dinoflagellida; Microscopy, Confocal |