Uranium Toxicity to the Freshwater Plant Lemna minor in an Environmentally Relevant Metal Mixture: Selection and Validation of Potential Uranium-Biomarker Genes

Abstract

Historische ontginning van uranium (U) heeft geleid tot contaminatie van grote gebieden, zoals oppervlaktewaters. Effecten van U op de zoetwaterplant Lemna minor werden voornamelijk op individueel en cellulair niveau bestudeerd. Door de recente sequenering van het L. minor genoom en transcriptoom kunnen effecten nu ook op moleculair niveau bestudeerd worden. Het doel van deze studie is om potentiële U-biomerker genen te selecteren en te valideren, die mogelijk de effecten van U blootstelling op populatie- en ecosysteemniveau kunnen voorspellen. Omdat organismen in verontreinigde wateren niet alleen zijn blootgesteld aan U maar ook aan meerdere co-contaminanten, is het noodzakelijk om biomerkers te vinden die specifiek op U reageren en niet op deze co-contaminanten. L. minor planten werden blootgesteld aan 0, 2 of 10 µM U in combinatie met een relevant metaalmengsel bestaande uit Cu, Ni, Zn en Pb. Planten werden blootgesteld gedurende 1, 4 of 7 dagen. Expressieniveaus van 10 primers voor potentiële U-biomerker genen werden getest m.b.v. real-time qPCR. Een comet assay op L. minor werd geoptimaliseerd als tweede potentiële biomerker. De eerder ontdekte primer 33 werd gevalideerd als biomerker voor U blootstelling. Daarnaast werden ook twee nieuwe U-biomerker genen geselecteerd in dit project op basis van genexpressieanalyse, nl. primer 48 en primer 52. Dit omdat hun verwante genen specifiek reageerden op U al na 4 dagen blootstelling en op de laagste geteste U concentratie (2 µM). Meer onderzoek en validatie is echter nodig.