Time-dependent shift from antagonism to synergism in mixture toxicity mediated by GFP-modified Caenorhabditis elegans.
Ecotoxicol Environ Saf · 2026 · 321:120406 · PMID 42361663 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 농업과 정책 > GM 작물
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
환경 오염물질 혼합물은 복잡한 독성학적 문제를 제기하며, 특히 유전자 변형 생물체에서는 유전적 변형이 독성 메커니즘을 변화시킬 수 있다. 본 연구는 GFP 융합 단백질이 혼합물 상호작용에 미치는 알려지지 않은 영향을 *Caenorhabditis elegans*를 이용하여 다루었다. 우리는 이온성 액체(ILs)인 1-부틸피리디늄 클로라이드([bpy]Cl) 및 1-부틸피리디늄 브로마이드([bpy]Br), 살충제(dichlorvos 및 글리포세이트), 그리고 치환 페놀(4-클로로페놀 및 4-니트로페놀)을 포함한 6가지 화합물에 대해, 형질전환체 DAF-16::GFP (DAF-16)와 야생형 N2 균주를 비교하여 균일 설계 광선법(uniform design ray methodology)을 적용하였다. 독성 상호작용은 12시간 및 24시간에서의 개선된 조합 지수(CIimp)와 95% 관찰 신뢰구간(OCIs)을 사용하여 정량화되었다. 결과에 따르면, ILs는 N2에서 미미한 치사율을 보였으나 DAF-16에서는 현저한 독성을 유발하였다. 형질전환체 균주는 혼합물에 대한 치사율이 N2보다 10~100배 높았으며, 95% OCIs는 농도-반응 곡선의 유의미한 좌측 이동을 확인시켜 주었다. 시간 의존적인 상호작용 변화가 관찰되었는데, 12시간에서는 초기 길항 작용(CIimp 1.315–7.340)이 나타났으나 24시간에는 DAF-16 균주에서만 유의미한 상승 작용(CIimp <1; 95% OCIs가 1을 제외함)으로 전환되었다. 분자 도킹은 예비적인 구조적 가설을 제공하였으며, GFP 융합이 DAF-16 상의 잠재적 결합 부위 접근성을 변화시킬 수 있음을 시사하였다. 이러한 발견들은 유전적 변형과 노출 기간이 혼합물 독성을 공동으로 조절함을 시사하며, 환경 위험 평가에서 형질전환 모델을 사용할 때 신중한 해석이 필요함을 강조한다.ORIGINAL ABSTRACT
Environmental contaminant mixtures present complex toxicological challenges, especially in transgenic organisms where genetic modifications may alter toxicity mechanisms. This study addresses the uncharacterized influence of GFP fusion proteins on mixture interactions using Caenorhabditis elegans. We employed uniform design ray methodology to evaluate 6 compounds, including ionic liquids (ILs) such as 1-butylpyridinium chloride ([bpy]Cl) and 1-butylpyridinium bromide ([bpy]Br), pesticides (dichlorvos and glyphosate), and substituted phenols (4-chlorophenol and 4-nitrophenol), in transgenic DAF-16::GFP (DAF-16) versus wild-type N2 strains. Toxicity interactions were quantified using the improved combination index (CIimp) with 95% observation confidence intervals (OCIs) at 12 h and 24 h. Results showed that while ILs exhibited negligible lethality in N2, they induced marked toxicity in DAF-16. The transgenic strain demonstrated 10-100 times greater lethality to the mixtures compared to N2, with 95% OCIs confirming significant leftward shifts in concentration-response curves. A time-dependent interaction shift occurred: initial antagonism at 12 h (CIimp 1.315-7.340) transitioned to significant synergism exclusively in the DAF-16 strain at 24 h (CIimp <1; 95% OCIs excluded 1). Molecular docking provided a preliminary structural hypothesis, suggesting that GFP fusion might alter the accessibility of potential binding sites on DAF-16. These findings suggest that genetic modifications and exposure duration jointly modulate mixture toxicity, highlighting the need for cautious interpretation when using transgenic models in environmental risk assessment.| 저자 | Li, K.; Chen, F.; Huang, P.; Sun, X.; Li, Y.; Li, X.; Xu, Y. Q.; Liu, S. S. |
|---|---|
| 저널 | Ecotoxicology and environmental safety |
| 권·호·쪽 | 321, 120406 |
| PMID | 42361663 |
| DOI | 10.1016/j.ecoenv.2026.120406 |
| MeSH | Animals; Caenorhabditis elegans; Green Fluorescent Proteins; Caenorhabditis elegans Proteins; Animals, Genetically Modified; Drug Synergism; Ionic Liquids; Time Factors; Molecular Docking Simulation; Pesticides; Environmental Pollutants; Dose-Response Relationship, Drug; Forkhead Transcription Factors |