Multi-Omics Analysen erkennen Toxizität von Nanokunststoffen

In einer an der University of Southern Denmark und der Nanyang Technological University durchgeführten Studie wurden Transkriptomik, Proteomik und Metabolomik eingesetzt, um die molekularen Auswirkungen von Nanoplastik auf aquatische Organismen zu untersuchen. Die Forscher bewerteten die molekularen Reaktionen bei verschiedenen Arten, wobei sie signifikante zelluläre Störungen feststellten und die wichtige Rolle von Multi-Omics-Techniken bei der Verbesserung unseres Verständnisses der aquatischen Ökotoxikologie unterstrichen.

Die Verschmutzung durch Kunststoffe hat sich zu einer wachsenden Krise für die aquatische Umwelt entwickelt, wobei Nanokunststoffe aufgrund ihrer winzigen Größe und ihrer weiten Verbreitung besonders gefährlich sind. Im Gegensatz zu größeren Kunststofffragmenten dringen Nanokunststoffe in zelluläre Systeme ein und beeinträchtigen Organismen auf komplizierte Weise. Angesichts dieser Risiken ist ein gründliches Verständnis der Toxizität von Nanokunststoffen unerlässlich, um Strategien zur Verringerung ihrer Auswirkungen auf Meeres- und Süßwasserlebewesen zu formulieren. Die Bewältigung dieser Herausforderungen erfordert eine umfassende Erforschung der molekularen Auswirkungen von Nanokunststoffen auf aquatische Arten.

Durch den neuartigen Multi-Omics-Ansatz zeigte die Studie, dass Nanokunststoffe verschiedene toxische Reaktionen in aquatischen Organismen hervorrufen, insbesondere durch oxidativen Stress, Stoffwechselstörungen und Hemmung der Photosynthese. Durch die Integration von Daten aus den Bereichen Transkriptomik, Proteomik und Metabolomik konnten die Forscher diese Auswirkungen auf allen biologischen Ebenen abbilden, von der gestörten Proteinsynthese und den zellulären Energieströmen bis hin zu stressbedingten Genexpressionen.

“Wichtig ist, dass die Studie sowohl gemeinsame Toxizitätsreaktionen bei verschiedenen Arten als auch unterschiedliche molekulare Reaktionen bei Fischen, Algen und wirbellosen Tieren feststellte”, erklären die Autorinnen und Autoren. Diese Ergebnisse würden den Wert von Multi-omics bei der detaillierten Beschreibung der komplexen Auswirkungen von Nanokunststoffen auf aquatische Ökosysteme unterstreichen. Sie verdeutlichten auch “die Notwendigkeit präziser Maßnahmen, um dieser allgegenwärtigen Bedrohung zu begegnen”.

Hauptautor Dr. Mohamed Helal kommentierte: “Unsere Forschung wirft ein Licht auf die komplexen molekularen Wechselwirkungen von Nanokunststoffen in verschiedenen aquatischen Arten. Durch die Integration von Multi-omics-Daten erhalten wir einen detaillierteren Einblick in die Toxizitätsmechanismen, was für die Bewertung der ökologischen Risiken, die von der Verschmutzung durch Nanokunststoffe ausgehen, von entscheidender Bedeutung ist.”

Die Ergebnisse der Studie zur Toxizität von Nanokunststoffen haben entscheidende Auswirkungen auf die Umweltpolitik und die Kontrolle der Verschmutzung. Durch die Klärung der molekularen Auswirkungen von Nanokunststoffen können die Regulierungsbehörden gezielte Strategien zur Überwachung und Eindämmung der Kunststoffverschmutzung in aquatischen Ökosystemen entwickeln. Darüber hinaus unterstreicht diese Forschungsarbeit den anhaltenden Bedarf an Fortschritten in der Omics-Technologie, um effektivere Schutzmaßnahmen zu unterstützen.

Original Paper:

Multi-omics in nanoplastic research: a spotlight on aquatic life

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