CO2 усугубляет кислородную токсичность
Исследователи из Лаборатории бактериальной химии (CNRS / Университет Средиземноморья) обнаружили, что углекислый газ (CO2) играет роль в формировании окислительного повреждения in vivo.
Суть открытия
Под условиями окислительного стресса (например, от перекиси водорода, H2O2) у бактерии Escherichia coli такие параметры, как гибель клеток, частота мутаций ДНК и количество повреждений ДНК, увеличиваются в зависимости от уровня атмосферного CO2. Исследованный диапазон — от 40 ppm до 1000 ppm (прогноз на 2100 год).
Методология
Для экспериментов был создан специальный прототип «перчаточного бокса», позволяющий контролировать уровень CO2 при фиксированной концентрации кислорода (20%). Это позволило воспроизвести атмосферы прошлого, настоящего и будущего.
Механизм явления
Учёные предполагают, что явление связано с реакциями CO2 с активными формами кислорода (ROS) in vivo, что может приводить к образованию свободных радикалов, в частности карбонатного радикала (CO3•-). Этот радикал обладает высокой избирательностью, например, к гуанину в ДНК.
Важно, что физиологические характеристики E. coli (внутриклеточный pH, метаболизм, защита от ROS) не менялись от уровня CO2, что исключает альтернативные объяснения наблюдаемых повреждений.
Значение и перспективы
Исследование указывает, что прогнозируемый рост атмосферного CO2 до 1000 ppm к 2100 году может оказывать прямое влияние на живые организмы, усиливая окислительные повреждения.
В дальнейшем команда планирует:
- Охарактеризовать мутации, связанные с повреждениями ДНК у E. coli.
- Изучить возможную роль карбоангидразы в защите от окислительного стресса.
- Начать сотрудничество для исследований на более сложных организмах (например, мышах), чтобы изучить связь между CO2 и патологиями, ассоциированными с окислительным стрессом.
Работа будет опубликована 25 февраля 2011 года в журнале EMBO Reports.