单细胞真核生物四膜虫对汞的甲基化作用及其机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41673118
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    71.0万
  • 负责人：
    史建波
  • 依托单位：
    中国科学院生态环境研究中心
  • 学科分类：
    D0707.环境地球化学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Methylation is an essential process in biogeochemical cycle of mercury (Hg), which significantly enhances both the toxicity and bioavailability of inorganic mercury (IHg). Tetrahymena, located in the bottom of food chain, is a kind of widespread unicellular eukaryotic organism in aquatic environment and plays an important role in bioaccumulation and biomagnification of mercury. Some recent studies have showed the potential of Tetrahymena on methylation of inorganic mercury. Therefore, this project will be focused on the methylation of inorganic mercury by Tetrahymena. Sensitive and accurate method for mercury speciation analysis in cell samples will be developed. The absorption and accumulation of different mercury species in Tetrahymena cells will be investigated. Furthermore, the abilities and mechanisms of different Tetrahymena cells to methylate inorganic mercury will be studied in detail. Based on the experimental results, the roles of Tetrahymena in the transportation and transformation of mercury will also be discussed. It is expected to find new reaction process and mechanism on the methylation of mercury. The results of this project will provide scientific basis for better understand the biogeochemical cycle of mercury.
甲基化是汞生物地球化学循环中的重要过程，可使汞的毒性和生物富集能力显著增加。四膜虫是一类处于食物链底端、水环境中分布广泛的单细胞真核生物，在汞的生物累积和食物链传递中起着重要作用，对汞具有潜在的甲基化作用。本项目拟围绕汞的甲基化这一核心问题，建立细胞中汞的形态分析方法，深入研究不同形态汞在四膜虫体内的吸收累积过程，以及不同四膜虫对汞的甲基化作用和机理，阐明四膜虫在水环境汞迁移转化过程中的作用。项目的完成有望在汞的甲基化过程和机理方面取得新认识，为全面理解汞的生物地球化学循环提供科学依据。

结项摘要

以水环境中广泛分布的单细胞原生生物四膜虫为研究对象，建立了在线测定单个四膜虫中汞含量的capillary single-cell ICP-MS高灵敏度分析方法，为单细胞水平的重金属研究提供了新的分析技术。基于气相色谱-原子荧光联用系统、液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用系统以及同位素稀释法，分别建立了四膜虫中甲基汞的分析方法。对五种四膜虫进行了二价汞离子和甲基汞的暴露，系统研究了二价汞离子和甲基汞对四膜虫的不同毒性特征和潜在机制，发现甲基汞对四膜虫的致毒机制主要是破坏四膜虫细胞膜的完整性，而Hg2+可以引起四膜虫体内活性（ROS）的产生进而抑制四膜虫增殖。探讨了五种四膜虫对二价汞离子的甲基化潜力。项目研究结果为深入理解汞的形态转化及生物地球化学循环提供了科学依据，在Analytical Chemistry、Journal of Hazardous Materials等期刊共发表SCI论文8篇，主持撰写出版了《汞的分子转化与长距离传输》专著。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
Effect of air pollution control devices on mercury isotopic fractionation in coal-fired power plants
空气污染控制装置对燃煤电厂汞同位素分馏的影响
  • DOI：
    10.1016/j.chemgeo.2019.04.019
  • 发表时间：
    2019-07
  • 期刊：
    Chemical Geology
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Liu Hongwei;Diao Xing;Yu Ben;Shi Jianbo;Liu Qian;Yin Yongguang;Hu Ligang;Yuan Chungang;Jiang Guibin
  • 通讯作者：
    Jiang Guibin
Different circulation history of mercury in aquatic biota from King George Island of the Antarctic
南极乔治王岛水生生物群中汞的不同循环历史
  • DOI：
    10.1016/j.envpol.2019.04.113
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Environmental Pollution
  • 影响因子：
    8.9
  • 作者：
    Liu Hongwei;Yu Ben;Fu Jianjie;Li Yingming;Yang Ruiqiang;Zhang Qinghua;Liang Yong;Yin Yongguang;Hu Ligang;Shi Jianbo;Jiang Guibin
  • 通讯作者：
    Jiang Guibin
Mutual detoxification of mercury and selenium in unicellular Tetrahymena
单细胞四膜虫汞和硒的相互解毒作用
  • DOI：
    10.1016/j.jes.2018.02.004
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Journal of Environmental Sciences
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Liu Cheng bin;Zhang Li;Wu Qi;Qu Guang bo;Yin Yong guang;Hu Li gang;Shi Jian bo;Jiang Gui bin
  • 通讯作者：
    Jiang Gui bin
Mercury isotopic compositions of mosses, conifer needles, and surface soils: Implications for mercury distribution and sources in Shergyla Mountain, Tibetan Plateau.
苔藓、针叶树针和表土的汞同位素组成：对青藏高原谢尔吉拉山汞分布和来源的影响。
  • DOI：
    10.1016/j.ecoenv.2019.01.082
  • 发表时间：
    2019-05
  • 期刊：
    Ecotoxicology and Environmental Safety
  • 影响因子：
    6.8
  • 作者：
    Liu Hong-wei;Shao Jun-juan;Yu Ben;Liang Yong;Duo Bu;Fu Jian-jie;Yang Rui-qiang;Shi Jian-bo;Jiang Gui-bin
  • 通讯作者：
    Jiang Gui-bin
Terrestrial mercury transformation in the Tibetan Plateau: New evidence from stable isotopes in upland buzzards
青藏高原的陆地汞转化：来自高地秃鹰稳定同位素的新证据
  • DOI：
    10.1016/j.jhazmat.2020.123211
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Hazardous Materials
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Hongwei Liu;Ben Yu;Lin Yang;Linlin Wang;Jianjie Fu;Yong Liang;Duo Bu;Yongguang Yin;Ligang Hu;Jianbo Shi;Guibin Jiang
  • 通讯作者：
    Guibin Jiang

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其他文献

环境中汞的微生物还原过程及机制
  • DOI：
    10.7524/j.issn.0254-6108.2020122903
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    环境化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    崔艺凡;郭瑛瑛;史建波;梁勇;阴永光;蔡勇
  • 通讯作者：
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中药中汞的形态分析方法、生物有效性与毒性效应研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    环境化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国科学:化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘念;王园园;胡新笑;何滨;曲广波;史建波;胡立刚;江桂斌
  • 通讯作者：
    江桂斌
成组毒理学分析仪在污染物识别与毒性测试中的应用
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨晓溪;李姿慷;郭云鹤;刘艳娜;王易;聂童;周群芳;史建波;曲广波;江桂斌
  • 通讯作者：
    江桂斌
七株硫酸盐还原菌汞甲基化能力的比较
  • DOI：
    10.7524/j.issn.0254-6108.2019010408
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    环境化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    职亭亭;吴浩贤;郭瑛瑛;毛宇翔;何滨;阴永光;史建波;胡立刚;江桂斌
  • 通讯作者：
    江桂斌

其他文献

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史建波的其他基金

典型光化学甲基化过程中的汞同位素分馏及机制研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    64 万元
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利用汞同位素研究环境中纳米硫化汞的生成与转化机理
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    41877367
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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