手性是自然界的一种基本属性。早在2005年，《Science》杂志公布的125个最具挑战性的科学问题之一就提出了“为什么生命需要手性?”。2021年，这个问题被再次提出。手性化合物各异构体进入环境介质后生物效应的差异已成为研究热点。
近日，资源与环境学院王军课题组系统解析了新型三唑类手性杀菌剂氯氟醚菌唑驱动蚯蚓立体选择性毒性的分子机制。部分研究成果发表在《Journal of Hazardous Materials》上。博士研究生姚向峰为该论文第一作者，王军教授为该论文通讯作者。
课题组以土壤为主要汇的新型手性农药氯氟醚菌唑为研究对象，通过整合多生命层次传统毒性终点和转录组学，探究了氯氟醚菌唑对映体对土壤模式生物赤子爱胜蚓的毒性效应及分子机制。研究结果表明氯氟醚菌唑对映体对蚯蚓的亚慢性毒性具有立体选择性，而线粒体功能障碍的差异是这种选择性的关键。具体表现为：与R-(-)构型相比，S-(+)构型特异性上调线粒体细胞组分，并鉴定出更严重的线粒体裂变；此外，S-(+)异构体更显著的下调ATP合成和代谢相关生物过程，特异性抑制线粒体呼吸电子传递链复合物I和IV的活性，导致更严重的电子流紊乱。这种供能障碍的差异最终介导了立体选择性个体发育过程受阻。本研究可为氯氟醚菌唑有害结局通路的构建提供系统的支持数据，也为手性农药环境毒理学机制的研究提供参考方法。在指导氯氟醚菌唑高效和安全利用角度，虽然R-(-)构型对蚯蚓具有更高的安全性，但推荐使用R-(-)单体应基于对更广泛物种的风险评估和对生态风险降低所带来效益的总体评估。
该研究得到了国家自然科学基金联合基金重点项目和面上项目的资助。
文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.133585
编 辑：万 千
审 核：贾 波
