空氣污染特別是PM2.5是當(dāng)前人類面臨的重要的環(huán)境問題之一。北京大學(xué)課題組研究人員近期在此問題上取得跨學(xué)科進(jìn)展，首次以熒光標(biāo)記的酵母菌取代現(xiàn)有方法中的半導(dǎo)體傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PM2.5多方面毒性的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

據(jù)了解，目前對(duì)于大氣顆粒物的毒性研究，大多采用離線的方式，不能及時(shí)知曉其毒性；而細(xì)胞染毒或動(dòng)物暴露實(shí)驗(yàn)靈敏度偏低，一些健康效應(yīng)不易檢測到。在顆粒物致病機(jī)理方面，目前也存在類似“盲人摸象”的現(xiàn)象，不能夠全方面地了解PM2.5的毒性機(jī)理。

酵母菌應(yīng)對(duì)北京空氣污染的DNA修復(fù)蛋白(SSA1)的表達(dá)

受酵母菌相關(guān)研究的啟發(fā)，由北大環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院研究員要茂盛、物理學(xué)院副教授羅春雄領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，集成利用空氣采樣、微流控、熒光蛋白標(biāo)記的酵母菌以及單酵母菌蛋白熒光自動(dòng)檢測平臺(tái)，用活體酵母菌替代傳統(tǒng)半導(dǎo)體傳感器，創(chuàng)建了大氣PM2.5毒性實(shí)時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

要茂盛介紹，課題組先將PM2.5顆粒物采集到液體中，再將樣品實(shí)時(shí)輸送至放有酵母菌的芯片里。由于酵母菌會(huì)對(duì)來自顆粒物的刺激發(fā)生反應(yīng)，通過用不同熒光蛋白標(biāo)記酵母菌的所有基因，就可實(shí)時(shí)看到酵母菌的哪些基因?qū)︻w粒物的刺激發(fā)生了響應(yīng)，就好像可“實(shí)時(shí)監(jiān)測不同地區(qū)車輛行駛狀況”。

據(jù)悉，這種酵母菌俗稱釀酒酵母，繁殖快，其基因序列于1996年測序完成，是第一個(gè)完成基因測序的真核生物，被廣泛地應(yīng)用在人類疾病研究中。

研究人員認(rèn)為，這種方法對(duì)于顆粒物對(duì)人體健康效應(yīng)機(jī)制的研究提供了開創(chuàng)性的研究思路和方法，可從分子水平理解PM2.5對(duì)人體的可能損傷情況。

目前，此項(xiàng)研究成果已申請(qǐng)國家發(fā)明專利。課題組正在利用該體系對(duì)不同國家、地區(qū)顆粒物的毒性進(jìn)行研究，同時(shí)也在篩查更多有響應(yīng)的酵母菌蛋白，并研究其靈敏度、響應(yīng)的毒性標(biāo)定，以進(jìn)一步揭示PM2.5對(duì)人體的具體致病毒性機(jī)制。