Исследователи EAWAG разработали компьютерную модель, позволяющую выявить механизм токсического повреждения эмбриона рыб

В результате повсеместного загрязнения водных объектов снижение популяции рыб, по причине токсического воздействия, сильно заботит специалистов. Чтобы лучше понять механизм негативного воздействия ученые разработали компьютерную модель, позволяющую на стадии эмбриона определить негативные последствия от воздействия ядовитых веществ.

Важность проведения исследовательских мероприятий

Создание компьютерной модели по воздействию токсических веществ на эмбрионы рыб позволит не только предупредить образование дефицита товарных видов морепродуктов, но и окажет положительное воздействие на здоровье людей.

Водные стоки, загрязненные токсинами, поступают в открытые водоемы, которые часто являются источниками питьевой воды. Благодаря созданной ученными EAWAG компьютерной модели удастся определить степень нейротоксичности воды, находящейся в открытых источниках.

Необходимость в создании компьютерной модели появилась по причине сложности определения степени влияния токсичных веществ небольшой концентрации на нервную систему живых организмов. Благодаря применению цифровых технологий специалисты смогут наблюдать изменения в мозге эмбриона рыб и на основе полученных данных сделать выводы о возможном негативном воздействии опасных веществ на нервную систему человека.

По мнению ученых, наиболее негативное воздействие оказывают на формирование нервной системы различные инсектициды, применяемые для обработки сельскохозяйственных культур.

Влияние больших чисел на точность результатов

При проведении единичных исследований на живых организмах невозможно определить с высокой точностью степень влияния определенных негативных факторов на развитие. Благодаря получению больших числовых значений в условиях моделирования удается найти токсин, который влияет определенным образом на развитие эмбриона рыб.

Основное направление при изучении степени токсического повреждения эмбриона – это использование транскриптома, который представляет собой совокупность генов, активирующихся при определенных условиях. Таким образом ученым удается с высокой степенью точности определять какое именно вещество становится причиной развития определенных патологий.

Благодаря применению компьютерной модели ученым EAWAG удалось выявить взаимосвязь определенных химических веществ с развитием следующих отклонений:

• Нарушение ритмов сна.
• Микроцефалии.
• Судорог.

Компьютерная модель указывает на молекулярный механизм, который можно выявить в поведении рыб. Например, воздействие домоевой кислоты может привести к нарушению нервной деятельности ихтиофауны, проявляющейся в виде постоянного плавания по окружности.

Польза для человека

Разобравшись в работе механизма воздействия токсичных веществ на эмбрион рыб, ученые могут использовать полученные результаты, чтобы сделать выводы о влиянии загрязнения окружающей среды на здоровье человека.

В будущем, ученые планируют с помощью компьютерного моделирования точно установить влияние отравляющих веществ на поведение генов человека на молекулярном уровне. Если удастся это сделать, то специалисты смогут по активности тех или иных генов определять наличие определенного токсина в организме.

По мнению ученых EAWAG применение цифровых технологий позволит проводить фундаментальные исследования не только для определения токсичности веществ, но и с целью выявления эффективности новых видов лекарств.