环境因子重塑痕量氧化石墨烯诱发的生物跨代效应及其分子途径研究

基本信息
批准号:21577070
项目类别:面上项目
资助金额:68.00
负责人:胡献刚
学科分类:
依托单位:南开大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:金朝晖,宫艳艳,王悦冰,董露玺,陈玉明,杜俊杰,欧阳少虎,任朝秀
关键词:
环境行为氧化石墨烯纳米毒理天然有机质生物效应
结项摘要

Novel nanomaterial graphene oxide (GO) presents the characteristics of high environmental exposure risk and easy chemical transformation, and the relevant researches involve the relationships between nanomaterial environmental transformations and their biological transgenerational effects are limited. Therefore, the studies about biological transgenerational effects of GO and their molecular paths under the typical environmental factors, are planned to be conducted. Firstly, the formation, aggregation/sedimentation, structure/morphology and chemical activity of GO under visible light irradiation and natural organic matter, are studied to explore the chemical transformation of GO using electron microscopy, spectroscopy and other techniques. And then, the dose transfer, development of offspring, nerve/behavior, nutrition/function of zebrafish and Chlorella as tested models, are detected to discover the reconstruction of macro biological transgenerational effects triggered by GO chemical transformation. Subsequently, the structural damage, transmembrane path, ion channel and oxidative stress are analyzed to reveal the reconstruction of micro biological transgenerational effects induced by GO chemical transformation. Finally, the network relationships among DNA methylation, genome, proteome and metabolome and the above biological effects are analyzed to real the molecular paths of biological transgenerational effects, using epigenetics and high-throughput techniques. This project will provide the theoretical and technical supports for the scientific evaluation of environmental risk and the reasonable utilization of GO.

鉴于新型纳米材料氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)具有环境暴露风险高、易发生环境转化的特点,及其环境转化重塑生物跨代效应研究不足的现状,课题拟开展典型环境因子重塑痕量GO诱发的生物跨代效应及其分子途径研究。首先,课题采用电镜结合光谱技术等从赋存形态、团聚沉降、形貌结构及化学活性角度,阐明可见光和天然有机质驱动GO发生的化学行为转化;其次,以斑马鱼和小球藻为研究对象,从剂量传递、子代发育、神经行为和营养功能角度,阐明GO环境化学转化诱发的宏观生物跨代效应重塑; 进一步,从结构损伤、跨膜路径、离子通道及氧化压力角度,阐明GO环境化学转化诱发的微观生物跨代效应重塑;最后,拟借助表观遗传学及高通量分析技术,构建DNA甲基化和基因组-蛋白组-代谢组与上述生物效应重塑之间的网络关系,以揭示生物跨代效应重塑的分子途径。该研究将为科学评价GO环境风险及其合理利用提供理论依据和技术支撑。

项目摘要

鉴于新型纳米材料氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)具有环境暴露风险高、易发生环境转化的特点,及其环境转化重塑生物跨代效应研究不足的现状,课题开展了典型环境因子重塑痕量GO诱发的生物跨代效应及其分子途径研究。课题采用电镜结合光谱技术等从赋存形态、团聚沉降、形貌结构及化学活性等角度,阐明了可见光和天然有机质驱动GO发生的化学行为转化。发现环境中的有机质能明显影响氧化石墨烯的形貌结构和环境稳定性,提出了氧化石墨烯环境释放与转化的特征。以斑马鱼和小球藻为研究对象,从剂量传递、子代发育和神经行为等角度,阐明了GO环境化学转化诱发的宏观生物跨代效应重塑。发现氧化石墨烯能从亲代转移到子代,进而影响子代的生长发育和神经行为等,并解释了其可能的作用途径;发现氧化石墨烯能导致小球藻明显的结构损伤等,但是再经过多代繁殖后,大部分生物效应能能得到恢复。 进一步,从结构损伤、跨膜路径及氧化压力等角度,阐明了GO环境化学转化诱发的微观生物跨代效应重塑;最后,借助高通量分析技术,构建了多组学与上述生物效应重塑之间的网络关系,以揭示生物跨代效应重塑的分子途径。课题开展的多组学与生物效应相结合的研究方法,相比单一的组学研究,能够获得更为准确、可靠的结论,相对于传统的多组学研究,能明显的建立组学与表关系的关系。上述研究为科学评价GO环境风险及其合理利用提供理论依据和技术支撑。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
3

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
4

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
5

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021

胡献刚的其他基金

相似国自然基金

1

环境生物转化改变氧化石墨烯生物效应的机制研究

批准号:21806123
批准年份:2018
负责人:朱建强
学科分类:B0607
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

石墨烯和氧化石墨烯在典型生物中的生物过程及效应机制研究

批准号:21377049
批准年份:2013
负责人:毛亮
学科分类:B0607
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
3

纳米结构对模拟氧化石墨烯产品环境释放与生物效应的调控作用及分子机制研究

批准号:21876092
批准年份:2018
负责人:穆莉
学科分类:B0607
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
4

线粒体作为氧化石墨烯生物效应作用靶点的热力学诠释及其分子机制研究

批准号:21763005
批准年份:2017
负责人:肖琦
学科分类:B0303
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目