センチネルの陸生種における金属汚染の代謝プロファイルバイオマーカーは、複数のサイトに適用可能です

この研究では、OMICアプローチが、異なる物理化学的特性を持つさまざまなフィールドサイトでのバイオマーカープロファイル分析に本当に役立つかどうかという問題に対処しました。非常に異なるレベルの金属汚染と一般的な土壌タイプを持つ7つの部位からミミズ（Lumbricus rubellus）を収集し、1H核磁気共鳴分光法により組織抽出物を分析しました。データのパターン認識分析により、代謝プロファイルに対するサイトおよび汚染物質特異的効果の両方が識別できることが示されました。亜鉛は、ミミズの代謝変化を引き起こす可能性のある主要な汚染物質として特定されました。個々のサイトは、主成分分析により、NMRスペクトルプロファイルに基づいて解決できます。これらの部位の違いは、土壌pHなどの追加の非生物的因子によっても引き起こされた可能性があります。部位と汚染物質濃度の間の避けられない程度の交絡にもかかわらず、すべての異なる部位の亜鉛と相関する代謝物を特定することができました。したがって、この研究は、汚染された野外土壌における生態毒性研究の診断ツールとして、NMRベースの代謝プロファイリングを使用するための原理の証明として機能します。

In this study, we addressed the question of whether an omic approach could genuinely be useful for biomarker profile analysis across different field sites with different physicochemical characteristics. We collected earthworms (Lumbricus rubellus) from seven sites with very different levels of metal contamination and prevailing soil type and analyzed tissue extracts by 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy. Pattern recognition analysis of the data showed that both site- and contaminant-specific effects on the metabolic profiles could be discerned. Zinc was identified as the probable major contaminant causing a metabolic change in the earthworms. Individual sites could be resolved on the basis of NMR spectral profiles by principal component analysis; these site differences may also have been caused by additional abiotic factors such as soil pH. Despite an inevitable degree of confounding between site and contaminant concentrations, it was possible to identify metabolites which were correlated with zinc across all different sites. This study therefore acts as a proof of principle for the use of NMR-based metabolic profiling as a diagnostic tool for ecotoxicological research in polluted field soils.