Zaznavanje cianotoksinov

Proizvodnja cianotoksinov je odvisna od številnih dejavnikov v okolju: dušika, fosforja, železa, temperature, osvetljenosti, hitrosti rasti itd¹. Ti dejavniki lahko vplivajo na to, koliko cianotoksinov proizvajajo cianobakterije. Povedano drugače: v določenem trenutku se lahko cianobakterije spremenijo iz manj strupenih v bolj strupene, če se spremeni nekaj v njihovem okolju. Zato je pomembno, da se zavedamo, da nam sama prisotnost potencialno strupenih cianobakterij še ne pove prav veliko o njihovi dejanski strupenosti. Če hočemo biti prepričani, če (in koliko) je vzorec strupen, je edina možnost, da zaznamo cianotoksine in izmerimo njihovo koncentracijo.

Za to uporabljamo različne (bio)kemijske metode², ki v grobem sledijo enemu od dveh principov:

1. Kromatografske metode (npr. HPLC, LC-MS) temeljijo na ločevanju različnih sestavin (kemijskih spojin) vzorca. Različne spojine potujejo po aparaturi z različno hitrostjo. Za določanje posamezne spojine rezultate primerjamo s standardi, v našem primeru z znanimi cianotoksini. Če se rezultati standarda ujemajo z rezultati vzorca, to pomeni, da je cianotoksin prisoten. Povedano drugače: če je v vzorcu prisotna molekula, ki pod enakimi pogoji skozi aparaturo potuje z enako hitrostjo kot standard (znan cianotoksin), to pomeni, da je ta cianotoksin prisoten tudi v vzorcu. S pomočjo umeritvene krivulje z različnimi koncentracijami standarda lahko določimo tudi koncentracijo cianotoksina v vzorcu.
2. Imunske metode (npr. ELISA) temeljijo na protitelesih. Protitelesa so molekule, ki se vežejo na tujke, ki se pojavijo v telesu, in jim s tem preprečijo, da bi škodovali organizmu. Za zaznavo uporabljamo specifična protitelesa, ki reagirajo s preučevanim tujkom, v našem primeru cianotoksinom. Če se vzorec veže na protitelesa, to pomeni, da je cianotoksin prisoten. Zaznamo lahko tudi koncentracijo cianotoksinov – več molekul kot je prisotnih, bolj intenzivno se vzorec obarva.

Opisane metode so lahko zelo natančne in so zato pomembno orodje pri raziskavah cianotoksinov. Ne smemo pa pozabiti, da se zaradi prej omenjenih okoljskih dejavnikov lahko proizvodnja cianotoksinov hitro spremeni³. Če je prisotna nizka koncentracija cianotoksinov, hkrati pa visoka koncentracija genov za cianotoksine, je torej tveganje lahko vseeno visoko.

Rezultati tekočinske kromatografije. Čas potovanja (na x osi) nam pove, za katero kemijsko spojino gre, intenziteta signala (na y osi) pa njeno koncentracijo.

Kemijska formula pogostega cianotoksina mikrocistin-LR.

Povezane objave: serija objav o raziskovalnih metodah

Viri:

1. Neilan, B. A. in sod. (2013). Environmental conditions that influence toxin biosynthesis in cyanobacteria. Environmental Microbiology, 15(5), 1239–1253. https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2012.02729.x
2. Sanseverino, I. in sod. (2017). Cyanotoxins: Methods and approaches for their analysis and detection. JRC Technical Reports, 1–70. https://doi.org/10.2760/36186
3. Wood, S. A. in sod. (2011). Switching toxin production on and off: Intermittent microcystin synthesis in a Microcystis bloom. Environmental Microbiology Reports, 3(1), 118–124. https://doi.org/10.1111/j.1758-2229.2010.00196.x

Tekst: Maša Zupančič