細菌降低除草劑汙染之機制
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2018-06-28
草脫淨(Atrazine)為全球廣泛使用數十年的除草劑，具有不易揮發、不易燃、可溶於水等特點。目前發現暴露於草脫淨的動物可能損害肝、腎、心臟等器官功能，或是影響動物的性成熟、排卵與繁殖能力，但尚未確定人體是否會產生相同狀況。雖然現今尚未完全了解草脫淨對人體所產生的毒性機制，但影響人體健康的疑慮使得歐盟已禁止使用草脫淨。因草脫淨可穩定存在於環境中，因此土壤中殘留的草脫淨可能經由灌溉用水或雨水沖刷至河川，影響農田附近生態，而澳洲聯邦科學與工業研究組織（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation，CSIRO）與澳大利亞國立大學(The Australian National University)則發現了土壤中已經有細菌發展出分解與利用草脫淨的機制。
草脫淨分子中含有豐富的氮，透過多重步驟分解與代謝過後可作為細菌生存所需的氮源，參與代謝過程的相關酵素及其基因均存在於細菌的質體(plasmid)內，且質體DNA容易在不同細菌間轉移；從1990年代開始，除了南極外，世界上各地區細菌中均存在類似的基因，因此推論細菌也逐漸隨著環境適應出新的營養利用方式。雖然目前已知草脫淨的分解機制中所參與的酵素名稱，但仍不清楚其中AztE蛋白所參與之將三聚氰酸(cyanuric acid)轉換成氨(ammonia)的機制。研究團隊發現另一種小分子量的蛋白—AztG可與AztE形成複合物，藉以穩定AztE的結構。此外，AztG及AztE的複合物還可與GatCAB結合成transamidosome，幫助細菌製造新的tRNA(transfer RNA)。【延伸閱讀】極具破壞性新型小麥病害侵襲歐洲農作物
此機制有助於細菌快速適應環境變化，然而分解後大量的氮可能造成河川優氧化的發生，未來若要有效利用細菌清除環境中殘留的農藥，必須搭配其他微生物進行全面性的分解與轉化，才能有效增進永續性。
相關研究發表於<Journal of Biological Chemistry>
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