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环境风险评估体系中,体外快速遗传毒性检测系统,如酿酒酵母RNR3-yEGFP及HUG1-yEGFP检测系统,可作为效应生物标志物对环境中的遗传毒性化合物进行早期风险评估。但在实际应用中,个体差异对其检测结果具有重要影响,不同基因缺失菌株,对遗传毒性化合物的应答灵敏度不同。利用二代测序技术,在外源基因毒性化合物诱导下,检测遗传毒性检测系统在不同遗传背景菌株中的表达差异,建立非目标易感基因群生物标志物,能综合分析遗传差异与环境风险因子对个体健康风险的影响。本论文的研究工作包括以下内容: 1.全基因组范围内筛选响应于顺铂(cisplatin)遗传毒性酵母易感基因群。 利用魏婷等人建立的两个酵母单基因缺失遗传毒性检测文库,结合流式分选技术及二代测序技术,重复筛选响应于甲磺酸甲酯(methyl methanesulfonate,MMS)的易感基因群实验。并利用以上检测技术,筛选响应于顺铂的易感基因群,并从RNR3文库检测到的3526个缺失株中筛选到197个基因毒性敏感菌株,从HUG1文库检测到的3297个缺失株中筛选到244个基因毒性敏感菌株。对这些单基因缺失菌株所缺失的基因进行GO生物过程分析,发现参与RNA聚合酶Ⅱ介导的转录过程基因频率最大,并基于此构建响应的酵母易感基因图谱。对易感基因同源性分析发现,筛选的易感基因中共有41个与人类基因具有同源性,包括多种涉及到癌症及其它人类疾病的基因,这一结果对人类暴露于特异基因毒性化合物易感基因的筛查具有重要意义。 2.应用超敏感酵母HUG1-yEGFP生物传感器筛选基因毒性化合物。 魏婷等人建立了基于流式细胞仪检测手段的超敏感HUG1-yEGFP生物传感器,刘玉倩等人对该检测系统进行优化,建立了基于多功能酶标仪检测的高通量检测方法。本研究在以上研究基础上,结合两种检测手段并进行相应调整,扩大该检测系统的检测范围。在检测的26种与人类生活息息相关的化合物中,筛选到8种遗传毒性化合物,其中3种化合物在传统检测技术,即Ames试验及SOS大肠杆菌显色法,为基因毒性阴性,但本研究中的阳性检测结果与该3种化合物在文献中记载的具有潜在致癌性结果相一致,该项工作为超敏感生物传感器基因毒性酵母检测系统的实际应用打下基础,该检测系统可作为传统基因毒性检测系统强有力的补充。 3.全基因组范围内筛选响应于2-氨基-4-硝基苯酚遗传毒性酵母易感基因群。 利用魏婷等人建立的两个高通量筛选响应于遗传毒性酵母易感基因平台,构建响应于2-氨基-4-硝基苯酚酵母易感基因图谱。并从RNR3文库检测到的2967个缺失株中筛选到239个基因毒性敏感菌株,从HUG1文库检测到的2931个缺失株中筛选到340个基因毒性敏感菌株。将参与RNA聚合酶Ⅱ介导的转录过程的易感基因,进行分析并构建相应的酵母易感基因图谱。对易感基因同源性分析发现,筛选的易感基因中共有31个与人类基因具有同源性,该部分工作为筛选MMS及cisplatin易感基因工作的补充及延续,同时对人类响应于2-氨基-4-硝基苯酚的易感基因筛查具有重要意义。