Perfluoralkylsäuren (PFAAs), die für ihre Beständigkeit und weit verbreitete Präsenz in der Umwelt berüchtigt sind, geben aufgrund ihrer toxikologischen Auswirkungen seit langem Anlass zur Sorge. Die spezifischen ökologischen Folgen ihrer Interaktion mit der Umwelt-DNA (eDNA) sind jedoch noch weitgehend unerforscht. eDNA, der Umweltgenpool, spielt eine entscheidende Rolle bei der Überwachung der Biodiversität von Ökosystemen und der Bewertung der ökotoxikologischen Auswirkungen von Schadstoffen.
Aktuelle Forschung veröffentlicht im Tagebuch Öko-Umwelt und Gesundheit enthüllt neue Erkenntnisse darüber, wie typische PFAAs den Abbau von DNA beschleunigen. Die Studie hat ergeben, dass PFAAs, allgemein bekannt als „ewige Chemikalien“, den enzymatischen Abbau von DNA selbst in geringen Konzentrationen erheblich beschleunigen. Diese Entdeckung wirft Licht auf die molekularökologischen Auswirkungen von PFAAs und unterstreicht mögliche Umweltrisiken.
Die Studie verwendete moderne Techniken wie Gelelektrophorese, UV-sichtbare Spektroskopie, Rasterkraftmikroskopie und Berechnungen der Dichtefunktionaltheorie, gefolgt von einer symmetrieadaptierten Störungstheorieanalyse, um die Wechselwirkung zwischen verschiedenen PFAAs und DNA zu analysieren. Es wurde beobachtet, dass PFAAs durch Van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen an AT-Basenpaare in der DNA binden, was zu einer lockereren DNA-Struktur führt. Diese Veränderung macht die DNA anfälliger für einen enzymatischen Abbau. Bemerkenswerterweise war die Wirkung bereits bei PFAA-Konzentrationen von nur 0,02 mg/L ausgeprägt, was eine nichtlineare Dosis-Wirkungs-Beziehung begründet.
Professor Lei Xiang, einer der Hauptautoren der Studie von der Jinan-Universität, erklärte: „Unsere Forschung liefert neue Erkenntnisse darüber, wie PFAAs auf molekularer Ebene mit DNA interagieren. Wir haben zum ersten Mal die signifikante Wirkung dieser Substanzen auf die Beschleunigung von DNA nachgewiesen.“ enzymatischer Abbau, ein Befund, der weitreichende Auswirkungen auf das Verständnis der ökologischen Auswirkungen dieser persistenten Schadstoffe haben könnte.“
Die Ergebnisse haben entscheidende Auswirkungen auf das Verständnis der ökologischen Risiken, die von PFAAs ausgehen. Die globale ökologische Risikobewertung der Studie ergab mittlere bis hohe molekulare ökologische Risiken in mehreren Ländern, darunter den USA, Kanada und China, aufgrund der PFAA-Kontamination. Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit einer umfassenderen Umweltüberwachung und strengerer Vorschriften für die Verwendung und Entsorgung von PFAAs.
Diese Studie dient als Weckruf und fordert Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger auf, den verborgenen ökologischen Auswirkungen von „ewigen Chemikalien“ wie PFAs mehr Aufmerksamkeit zu schenken. Durch die Aufklärung der komplexen Funktionsweise von Molekülen in unserer Umwelt können wir die Gesundheit der Ökosysteme schützen und eine nachhaltige Zukunft für alle gewährleisten.
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Chao Qin et al., Einblicke in den enzymatischen Abbau von DNA, der durch typische Perfluoralkylsäuren beschleunigt wird, Öko-Umwelt und Gesundheit (2023). DOI: 10.1016/j.eehl.2023.09.002