面包酵母的图像。
镧系元素属于稀土重金属，能够发光，还具有磁性。长期以来，科学家们一直认为镧系化合物的毒性较低，因此可以在生活中放心使用（如：有机发光二极管电视、医用核磁共振成像、混合动力汽车等等）。
然而，近年来，一些科学家开始质疑镧系元素的安全性。一些具有里程碑意义的研究表明，基于镧系钆的造影剂在接受核磁共振患者的肾脏、骨骼和脑组织中停留了数月甚至数年，造成了一系列的副作用。
科学家们一直在寻找更明确的证据，证明镧系元素暴露与疾病有关。但镧系元素一共有15种，人类基因组又非常庞大，由数十亿个核苷酸序列组成。要了解镧系元素如何引发与癌症和其他疾病相关的基因突变，需要一个庞大的数据集。近日，由美国劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学伯克利分校领导的研究者在《美国国家科学院院刊》上发文称，通过使面包酵母与镧系元素接触，他们汇编了迄今为止最完整的镧系元素及其潜在毒性的数据库。
论文的通讯作者、加州大学伯克利分校的核工程助理教授Rebecca Abergel说："酵母是最小的真核生物，但它的数千个基因与人类基因非常接近。在这项研究中，我们可以筛选酵母的整个基因组，并比较镧系元素暴露如何影响正常菌株和基因缺失的菌株。"
在测试了13种镧系金属对4000多个基因的影响后，研究人员发现，镧系元素在两个关键的细胞活动中劫持了钙结合位点。它们分别控制着营养物质进入细胞的内吞作用，以及对蛋白质分类并帮助细胞运送钙等关键营养物质的ESCRT（转运所需的内体分选复合体）机制。这将中断维持机体功能的细胞信号通路，如骨骼和神经过程。
Abergel说："这项研究让我们了解了哪些镧系金属的毒性更强，以及某些人是否更容易受到镧系金属毒性的遗传影响。但我们仅仅看到了庞大数据集的冰山一角，还有很多工作要做。"作为当前研究的后续，Abergel的团队正从钆开始，分析每一种特定金属的毒性机制。
编译：花花 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《美国国家科学院院刊》
期刊编号：0027-8424
原文链接：https://phys.org/news/2021-06-heavy-metals-toxic-scientists-clues.html
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