要茂盛說,課題組利用GFP標記的酵母菌,與擬研究的酵母菌蛋白一一“綁”在一起。就像是個“臥底”,當PM2.5對酵母菌發(fā)生了某些損傷,相對應的GFP蛋白就會表達并發(fā)光,然后被酵母菌蛋白熒光自動檢測平臺“捕捉”到,這樣就好像“實時監(jiān)測到不同地區(qū)每輛車的行駛擁擠狀況”,從而可以更好地了解PM2.5的損傷機理。檢測數(shù)據(jù)還可遠距離信息傳輸,“即使我在國外開會,也能及時收到放在北京的設備發(fā)出的檢測信息”。

要茂盛說,自動檢測平臺使用的是生物芯片,即把多個不同GFP標記的活體酵母菌放在一個芯片的不同地方,酵母菌在芯片里的培養(yǎng)液中只能小范圍移動?！爱斎梭w吸入PM2.5,人體組織細胞與其接觸發(fā)生交互反應,如同該系統(tǒng)酵母菌與顆粒物的接觸。酵母菌蛋白又與人體蛋白相似,所以PM2.5對酵母菌的損害可推斷出對人體的相關損害。不過,對酵母菌損害的響應時間快慢取決于PM2.5的濃度?！?/p>

揭示PM2.5對人具體致病毒性機制

要茂盛認為,PM2.5毒性的實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的成果,與北京大學物理學院副教授羅春雄領導的研究團隊努力是分不開的,而且是“站在巨人的肩膀”上,建立在兩個諾貝爾獎的科學成果基礎之上研發(fā)的,具有非常強的學科交叉性。

目前,此項研究成果已申請國家發(fā)明專利。課題組正在利用該系統(tǒng)對不同國家、不同地區(qū)大氣中的PM2.5毒性進行檢測和研究,同時也在篩查更多的有響應的酵母菌蛋白并研究其靈敏度、響應毒性精準度的標定,從而進一步全方位揭示PM2.5對人體的具體致病機制。

“未來,我們還將人工合成一些比較靈敏的基因,綁定新基因后,酵母菌對PM2.5毒性的響應就會更靈敏、更迅速、更有針對性,可以實現(xiàn)精準檢測?！币⒄f。

要茂盛表示,對PM2.5毒性的實時在線監(jiān)測系統(tǒng)是建立在他的“實時在線甄別空氣中的致病微生物系統(tǒng)-GREATpa”成果的基礎上的。

空氣中的微生物無色無味、具有潛伏性、瞬間性。如果不能對空氣微生物進行實時監(jiān)測,那么就無法及時發(fā)現(xiàn)空氣中潛在的微生物危害,從而可能造成非常嚴重的后果,如疫情爆發(fā)、生物恐怖襲擊等。

“實時在線甄別空氣中的致病微生物系統(tǒng)”在應對突發(fā)的公共衛(wèi)生事件以及臨床呼吸系統(tǒng)感染診斷以及生物預警、國防軍事防恐等領域具有重要的應用價值。要茂盛希望,在不久未來基于活體酵母菌傳感器的PM2.5毒性的實時在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠在我國應對霧霾危害、保護公眾健康方面發(fā)揮積極的作用。