بررسی بیان ژن متالوتیونین به عنوان بیومارکر مواجهه با کادمیوم در صدف crassostrea sp.

موجودات زنده جهت فائق آمدن بر شرایط نامساعد محیطی نیازمند مکانیسمهای حفاظت سلولی از جمله بیان پروتئین های استرس هستند. متالوتیونین ها گروهی از پروتئین های استرس هستند که نقش مهمی در حفاظت سلولی در مقابل فلزات سنگین دارند. بیان این پروتئین ها در حضور غلظت بالای فلزات سنگین (به ویژه کادمیوم) به میزان زیادی القاء می گردد. بدلیل وجود منبع آلودگی فلز سنگین کادمیوم در منطقه بندر امام خمینی، پایش مستمر منطقه جهت حفظ کیفیت محیط زیست دریایی از اهمیت بالایی برخودار می باشد. لذا در دست بودن یک بیومارکر سریع و مطمئن برای پایش این آلودگی بسیار ضروری به نظر می رسد. این پژوهش در دو بخش میدانی و آزمایشگاهی انجام شد. مطالعات محیطی در تاریخ آذر ماه سال 1390 در 6 ایستگاه مختلف بندر امام خمینی به منظور تعیین ایستگاه های شاهد و آلوده انجام شد. جهت تعیین غلظت های تحت کشنده کادمیوم برای اویستر crassostrea sp.، ابتدا تست lc50 انجام شد. اویسترها با میانگین سایز 5 ±7/42 میلی متر در تیمار های 0، 2، 4، 8 و 16 میلی گرم در لیتر کادمیوم قرار گرفتند. تست مواجهه60 روز به طول انجامید و پس از اتمام آن، تست پاکسازی به مدت یک ماه انجام شد. طی دوره مواجهه و دوره پاکسازی نمونه برداری از اویسترها جهت سنجش mrna متالوتیونین و سنجش کادمیوم در بافت نرم انجام شد. سنجش بیان ژن با استفاده از real time pcr و به روش مقایسه ای انجام پذیرفت. نتایج نشان داد سنجش میزان دقیق آلودگی کادمیوم در منطقه از طریق سنجش آب و رسوب امکان پذیر نیست و بهترین راه تشخیص میزان آن در محیط، مطالعات پایش زیستی کادمیوم در موجودات زنده می باشد. تجمع کادمیوم در اویستر در مواجهه با غلظت های مختلف کادمیوم یک روند وابسته به دوز و زمان دارد و همبستگی بسیار بالا و معنی داری بین غلظت کادمیوم در محیط با بیان ژن متالوتیونین در اویستر وجود دارد (p<0.05). روند هماهنگ و همزمان تجمع زیستی کادمیوم و بیان ژن متالوتیونین در بافت نرم اویستر باعث گردید تا بیان ژن متالوتیونین به عنوان بیومارکری اختصاصی، دقیق و سریع مواجهه با آلودگی کادمیوم در سطح مولکولی مطرح گردد. تجمع کادمیوم در اویستر در غلظت های پایین به صورت خطی و در غلظت های بالا به صورت منحنی لگاریتمی (کاهنده) انجام می گردد. روند حذف کادمیوم از اویستر طی دوره پاکسازی نشان داد که اویستر مذکور کادمیوم را به دو شکل مختلف ذخیره پایدار و ذخیره ناپایدار در بدن انباشت می کند. همچنین یافته ها نشان داد به دلیل تأثیرپذیری فرآیندهای تغذیه و تنفس از نرخ فیلتراسیون در دوکفه ای ها، می توان از نرخ فیلتراسیون به عنوان بیـومارکر رفتاری مواجهه با فـلز سـنگین کادمیوم در سطح ارگانیسم استفاده کرد. با توجه به اهمیت بیوماکرها در ارزیابی سطح سلامت هر اکوسیستم و برآورد اثرات ثانویه آلاینده ها و ردیابی بیولوژیک آنها، پژوهش کنونی بیان ژن متالوتیونین را به عنوان یک بیومارکر مولکولی و نرخ فیلتراسیون را به عنوان یک بیومارکر رفتاری و سریع پاسخ در اویستر crassostrea sp.، به عنوان یک گونه ی تازه شناخته شده، معرفی می کند.