Opcije pristupačnosti Pristupačnost
Fitotoksičnost nanosrebra: mehanizmi akcije i interakcije u stanicama duhana (NanoPhytoTox)

Istraživački projekt Hrvatske zaklade za znanost
 

            
 

Fitotoksičnost nanosrebra: mehanizmi akcije i interakcije u stanicama duhana (NanoPhytoTox)

Voditeljica projekta: izv. prof. dr. sc. Biljana Balen

Trajanje projekta: 01.05.2016. – 30.04.2021.

Nanotehnologija je zadnja u nizu tehnologija koje najavljuju novu eru u napretku društva. Male dimenzije nanočestica (engl. nanoparticles, NP), s barem jednom dimenzijom između 1 i 100 nm, rezultiraju jedinstvenim kemijskim i fizikalnim značajkama, zbog čega se nanočestice proizvode u velikim količinama za upotrebu u proizvodima za široku potrošnju. Zbog dobro poznatog protubakterijskog i protugljivčnog učinka srebra, među različitim vrstama dostupnih nanomaterijala dominiraju nanočestice srebra (AgNPs). Zbog široke upotrebe i velike izloženosti nanomaterijalima, raste zabrinutost glede njihove sigurnosti i mogućih štetnih učinaka na okoliš. Iako je do sada objavljeno nekoliko toksikoloških studija na nanočesticama srebra, još uvijek je teško donijeti konačne zaključke o njihovoj toksičnosti budući da je veliki broj istraživanja izrađen bez temeljite karakterizacije i opisa istraživanih nanočestica. Čim se AgNPs oslobode u okoliš, započinje njihova transformacija, što mijenja njihova svojstva i time direktno utječe na transport, sudbinu i moguću toksičnost nanosrebra. Stoga, još uvijek nije jasno potječe li toksičnost čestica AgNPs od samih nanočestica ili je rezultat otpuštenih iona srebra. Kao primarni proizvođači, biljke predstavljaju vitalan dio zdravog ekološkog sustava, ali također imaju i važnu ulogu u transportu i bioakumulaciji toksičnih tvari u hrandibene lance. Toksikološke studije o učincima AgNPs provedene na biljkama su malobrojne i nedorečene. Nadalje, nedostaju i podaci o učincima AgNPs na važne stanične procese.

Stoga, u ovom projektu želimo otkriti i objasniti toksične učinke nekoliko različitih tipova nanočestica srebra na biljke u različitim razvojnim stadijima (klijanci i odrasle biljke), što će doprinijeti procjeni okolišnog rizika izlaganja nanočesticama srebra, ali i novim saznanjima o mehanizmima toksičnosti. Kao modelni organizam predlažemo duhan, ekonomski važnu biljku koja se često koristi kao modelni organizam u istraživanjima abiotičkog stresa. Testirat će se čestice AgNPs stabilizirane različitim tipovima omotača, kako bi otkrili utječu li različite osobine ovih nanočestica na njihovu toksičnost. Kako bismo ustanovili potječe li toksičnost AgNPs od iona srebra oslobođenih sa čestica ili od samih nanočestica, odredit ćemo stabilnost i moguću biotransformaciju AgNPs te ustanoviti ulaze li nanočestice u tom obliku u biljno tkivo, odnosno stanicu. Nadalje, utvrdit ćemo sudjeluje li oksidacijski stres u mehanizmu toksičnosti nanosrebra u obliku nanočestica te dolazi li tijekom izlaganja nanosrebru do promjene u sastavu proteina. Na temelju dobivenih rezultata definirat ćemo osjetljive i selektivne biomarkere toksičnosti nanočestica srebra koji bi se mogli koristiti u biomonitoringu okoliša. Prema našim spoznajama, ovo bi bilo prvo značajnije istraživanje učinaka nanočestica srebra sa različitim omotačima na biljke. Dobiveni rezultati moći će se primijeniti za procjenu sigurnosti korištenja nanočestica srebra u poljoprivrednim proizvodima, kao što su umjetna gnojiva i pesticidi, koji se sve više koriste u uzgoju ostalih ekonomski važnih poljoprivrednih biljaka.