1. ВЪВЕДЕНИЕ
В историята на човечеството технологичното развитие от праисторически времена до наши дни улеснява живота на хората. С откриването на металите, тяхното използване в животновъдството и селското стопанство продължава и в индустриалната област. С развитието на различни химикали синтезираните промишлени продукти (като пластмаси и пестициди) се използват в различни области.
В средата на ХХ век едно от най-важните събития в историята на човечеството е откритието, че промишлено произвежданият и използван в селското стопанство 1,1′-(2,2,2-трихлоретан-1,1-диил)бис(4-хлоробензен) (ДДТ) причинява изтъняване на черупките на яйцата на американските плешиви орли. Така стана ясно, че химическите вещества или продукти, които улесняват човешкия живот, могат да имат неблагоприятни последици за живота и следователно, за околната среда. В резултат на това се появи ново понятие – екотоксикология.
В допълнение към това развитие на човешката история, една от научните области, които се появиха заедно с технологичното развитие, е молекулярната биология. С развитието на молекулярната биология, се стигна до детайлното изследване на клетката като основна структура на биологичната организация. Развитието на технологиите позволи по-нататъшния просперитет на молекулярната биология, което от своя страна води да изследване на нуклеиновите киселини, транскриптите, протеините и метаболитите в клетката. Така се родиха омикс технологиите.
В този модул ще бъдат обяснени токсикологичните ефекти на различните източници на стрес от екологична гледна точка и ще бъдат разгледани омикс технологиите като подход за тяхното изучавану.
1.1. Определение и значение на екотоксикологията
Токсикологията е дял от науката, който се занимава с източниците на отрови, техните физични, химични и биологични ефекти върху живи същества (като хора, животни и растения) и техния метаболизъм, клиничната, химичната, биологичната и патологичната диагностика на отравянията, тяхното лечение и профилактика.
Екологията е наука, която изучава взаимодействието на живите организми както помежду им, така и със средата, в която живеят.
Екотоксикологията е комбинация от науките токсикология и екология. Екотоксикологията е приложна наука, чиято цел е да идентифицира агентите, които причиняват замърсяване на околната среда и да анализира, оценява и прогнозира въздействието на тези агенти върху околната среда.
Информацията, получена чрез екотоксикологията, е насочваща за коригиращи мерки при проучвания за оценка на риска за екосистемите. Екотоксикологичните изследвания трябва да се провеждат на нивото на биологичната организация. При тях се извършват проучвания за оценка на риска за околната среда, като се изследват ефектите от стресови условия (абиотични условия на околната среда, като температура, кислород или замърсители на околната среда) върху клетки, тъкани, органи, индивиди, популации, съобщества, екосистеми и биосфера (Фиг. 5.1).
Фигура 5.1. Екотоксикологичен път на токсично вещество или екологичен стрес
1.1. Въведение в омикс технологиите
В проучванията за оценка на риска за околната среда от голямо значение са измеримите нива, като например пътищата на неблагоприятните последици (AOP) и пътищата на изходните резултати (STO) на всички нива на биологична организация (Фиг. 5.2).
Фигура 5.2. Омика в екотоксикологията (адаптирано от Zhang et el. 2018)
Отправна точка на омикс технологиите е геномиката. С анализа на генома, който се състои от дезоксирибонуклеинови киселини (ДНК), най-основните градивни елементи в клетката, с помощта на технологични устройства, изследването на геномите на клетките или организмите стана популярно. С течение на времето са разработени различни омикс технологии, които позволяват изследването на транскрипти, протеини и метаболити, срещащи се в клетъчния метаболизъм (Фиг. 5.3).
Фигура 5.3. Светът на омиката в клетката
Омикс техниките могат да се прилагат поотделно или като множество техники под формата на множество мултиомикс техника. За целта е достатъчна една проба. С помощта на комерсиален кит могат да се извлекат проби от ДНК (геномика) и проби от обща РНК, както и да се получат транскрипти въз основа на създаването на библиотеки от комплементарна ДНК от общата РНК (транскриптомика). Може да се изолира тотален протеин и да се идентифицира чрез масспектрометрия (протеомика), както и да се извлекат метаболити и да се извърши техния качествен и количествен анализ чрез масспектрометрия (метаболомика) (Фиг. 5.4).
Фигура 5.4. Основни принципи на мултиомиката в биологичните проби (адаптирано от Shi et al., 2024)
1.1.1. Геномика
ДНК е генетичният материал на почти всички живи организми и е основното химично съединение, отговорно за функционирането на клетката. Молекулата на ДНК има двойно-верижна структура. Цялото съдържание на ДНК в даден организъм се нарича геном на този организъм. Например, всяка клетка в човешкия организъм съдържа приблизително 3 милиарда базови двойки ДНК. ДНК се състои от четири органични основи (аденин, тимин, гуанин, цитозин) и е известно, че в човешкия геном има около 20 000-25 000 гена, като тези гени кодират средно по три белтъка (Фиг. 5.5).
Фигура 5.5. Кратко ръководство по геномика (източник: NIH, 2022 г.)
Основата на секвенционния анализ е точното определяне на реда на базите в ДНК веригата. При анализа на секвенцията чрез синтез, който днес е най-често използваният тип секвениране, ДНК полимеразата добавя нуклеотиди, маркирани с флуоресцентни сонди, към нарастваща ДНК верига, като същевременно произвежда нова ДНК верига от целевата ДНК верига. По време на тези събития нуклеотидите се възбуждат от светлинен източник и се излъчва и открива флуоресцентен сигнал. Тази основна техника се нарича секвениране по Санжер, тъй като е извършена за първи път от д-р Фредерик Санжер през 1977 г. Въпреки че секвенирането по Санжер се използва като основен метод в геномните изследвания в продължение на много години, през последните години е получено голямо количество данни за секвениране на ДНК благодарение на технологията за секвениране от ново поколение, което позволява по-бързи и по-икономични изследвания (Фиг. 5.6).
Фигура 5.6. Основни принципи на секвенирането по метода на Санжер (източник: Hawkings, 2017)
Метагеномиката, една от областите на изследване на геномните технологии, е област, която анализира генетичен материал, взет от проби от околната среда, и показва микробните съобщества в нея. По този начин пробите, взети от много места, като вода, седименти, почва, въздух и дори човешкото тяло, не само показват генетичното разнообразие на микробните съобщества, живеещи в тези местообитания, но и надминават традиционните микробиологични методи.
1.2.2. Транскриптомика
Транскриптомът е наборът от транскрипти, образувани в клетката, и техните количества. Транскриптомиката е техника, която позволява изследването на транскриптите. При този метод секвенирането се извършва с помощта на технологии, базирани на микрочипове. Транскриптомът е съставен от мРНК, рРНК, тРНК и регулаторни некодиращи РНК.
1.2.3. Протеомика
Гените са отговорни за производството на ензими или протеини, които съставляват молекулите на комуникацията в клетката. Генетичната информация в ДНК се кодира върху матрична рибонуклеинова киселина (мРНК), а информацията в мРНК се превръща в белтъчни молекули чрез комбинацията от аминокиселини в рибозомите. Ако в ДНК на клетката възникне мутация, естествената функция на клетката се нарушава и се произвеждат анормални белтъци (Фиг. 5.7).
Фигура 5.7. Централната догма в клетката
Протеомният анализ е метод, който позволява идентифицирането и количественото определяне на протеини с помощта на мас-спектрометрия. За тази цел протеините се изолират от пробите и след това се откриват с помощта на хроматографски методи като LC-MS (Фиг. 5.8).
Благодарение на напредъка на технологиите високопроизводителните молекулярни инструменти повишиха разбирането за въздействието на замърсителите върху организмите в екотоксикологията. Протеомните инструменти могат да анализират всички протеини в пробата едновременно. Те също така осигуряват цялостен подход към молекулярните процеси и пътища, които протичат в условията на стрес, с които се сблъсква организмът. Методите за анализ на белтъци, като например двумерна DIGE, iTRAQ и безименна протеомика, могат да се използват за профилиране на начините на действие на ксенобиотиците.
Фигура 8. Работен процес на протеомиката (взето от https://www.leibniz-fli.de/research/core-facilities-services/cf-proteomics)
1.2.4. Метаболомика
Метаболитите са малки молекули, които са крайни продукти или междинни продукти на клетъчните метаболитни пътища. Тези молекули обхващат широк спектър от химични съединения, включително въглехидрати, протеини, липиди, органични киселини и нуклеотиди. Както може да се види, тези метаболити са градивните елементи на клетката, като притежават свойства, които задвижват и поддържат жизнените реакции на клетката (Фиг. 5.9).
Фигура 5.9. Метаболомичен анализ (взето от Guijas et al. 2018)
1.2.5. Епигеномика
Регулацията на генната експресия, дължаща се на вътрешни реакции в клетката или на отговори на сигнали от околната среда, и метилиранията в структурата на ДНК представляват ранните етапи на патологични промени в клетката и следователно в организма (Фиг. 5.10).
Фигура 5.10. Схема на епигеномиката (взета от NIH 2024b)
2. ИЗПОЛЗВАНЕ НА ОМИКС ДАННИ В ЕКОТОКСИКО-ЛОГИЯТА
Много химикали с токсично въздействие се смесват в различни части на екосистемата в резултат на интензивната им употреба. В резултат на необходимостта от задълбочено изследване на механизмите на токсичност на тези химикали, които са много разнообразни, като метали, пластмаси, естествени или синтетични органични вещества в организмите, омикс технологиите прогресивно навлизат в областта на екотоксикологията. В този раздел ще намерите информация за използването на омикс технологиите в проучвания, провеждани във водни и сухоземни екосистеми, за изследването на замърсяването на въздуха и произтичащите от него последици за здравето, както и за изследване как тези химикали влияят на човешкото здраве (Фиг. 5.11).
Фигура 5.11. Омиката в екотоксикологията (източник: Farrel, 2022)
2.1. Водни екосистеми
В изследванията на здравето на водните екосистеми проучването на водните организми е от съществено значение за анализа на промените в околната среда и замърсяването. С развитието на омикс технологиите броят на изследванията на екотоксичността на водата се увеличава с всеки изминал ден. Водните организми могат да проявят смъртност или адаптация, когато са изложени на тези замърсители, но преди тези ситуации те генерират глобални молекулярни отговори. По този начин ефектите на токсичните вещества могат да бъдат изследвани с анализи на секвенирането, като се използва информация за непокътнат геном, получена от тези водни организми. Единичните омикс или мултиомиксните методи позволяват изобразяването на многоизмерни набори от данни за цялостно тълкуване на молекулярните реакции на биологичните системи. По този начин се изследва здравето на водните екосистеми.
Замърсяването с антибиотици от антропогенни източници и произтичащата от това антибиотична резистентност е един от най-важните проблеми, с които се сблъскваме в днешно време. В резултат на натрупването на остатъци от антибиотици във водите и седиментите се наблюдават промени в структурата на водните организми, а антибиотичната резистентност може да се появи и в структурата на микробните съобщества във водната екосистема. Ето защо провеждането на метагеномни изследвания във водните екосистеми и насърчаването на осъществимостта на тези изследвания са от съществено значение. Метагеномно проучване, проведено върху проби от река Ганг (Индия), изследва наличието на гени за антибиотична резистентност. По отношение на микробната общност отделът Proteobacteria е доминиращ във всички места, където са събрани пробите, а родът Pseudomonas е открит в най-висока степен във всички проби. Според гените за антибиотична резистентност, изследвани с метагеномика, във всяко място, от което са взети проби, са открити различни гени и е показана резистентност към антибиотици като амоксицилин, цефокситин, пиперацилин и пенам (Фиг. 5.12).
Фигура 5.12. Пример за метагеномно изследване в областта на водната токсикология (адаптирано от Rout et al. 2024)
В областта на водната токсикология се провеждат изследвания на въздействието на антибиотиците върху водните организми, както и на антибиотичната резистентност. В едно от тези проучвания е извършено картиране на протеини в чернодробните и мозъчните тъкани на риби от вида морски лефер (Sparus aurata) след хронично излагане на различни комбинации от антибиотиците ципрофлоксацин (CIP), сулфадиазин (SULF) и триметоприм (TRIM).
Установено е, че броят на протеините в черния дроб, който е основен орган в процеса на детоксикация, е 39 при експозиция на CIP, 73 при експозиция на SULF и 4 при експозиция на TRIM, докато в мозъчната тъкан са засегнати само 9 протеина при експозиция на SULF. Установено е, че клетъчните функции на тези белтъци, открити чрез протеомни подходи, се различават по отношение на органите на черния дроб и мозъка. В резултат на проучването е установено, че антибиотиците регулират експресията на важни протеини в клетъчните функции, като например енергийния метаболизъм, етапите на формиране на цитоскелета, синтеза на протеини, репликацията на ДНК и синтеза на РНК (Фиг. 5.13).
Фигура 5.13. Протеомен анализ на морския лефер (адаптирано от Fernandez et al,. 2024)
В проучвания, проведени с водни макрофити (Vallisneria denseserrulata), е изследвано поотделно и в комбинация въздействието на нанопластмасите и арсеновите вещества. Метаболомните анализи идентифицират метаболити във въглехидратния, аминокиселинния и липидния метаболизъм. Транскриптомните анализи идентифицират транскрипти в реакциите на фотосинтезата (Фиг. 5.14).
Фигура 5.14. Метаболомен и транскриптомен анализ на макрофити (адаптирано от Tang et al. 2024)
2.2. Сухоземни екосистеми
Ефектите върху сухоземните организми, засегнати от замърсяването в тези екосистеми, се изследват с помощта на омикс технологиите, по-специално с прилагане на метагеномни и транскриптомни анализи на почвени микробни съобщества (Фиг. 5.15).
Фигура 5.15. Омика в земната екосистема (взето от Ge 2013)
Земните червеи са често използван моделен организъм в тестовете на почвената екотоксикология. Тези организми са силно чувствителни към замърсители на околната среда, като например тежки метали. Антимонът е един от минералните източници, които причиняват замърсяване на почвата. В проучване, изследващо въздействието му върху почвените екосистеми, с помощта на земни червеи е установено, че метаболитите в липидния метаболизъм се променят при хронична експозиция. Освен това е доказано, че излагането на високи концентрации влияе върху транскрипти, свързани с функции като образуване и синтез на антигени и метаболизъм на аминокиселините (Фиг. 5.16).
Фигура 5.16. Метаболомичен и транскриптомичен анализ на експозицията на земните червеи на антимон (адаптирано от Chen et al. 2024)
Замърсяването с въглеводороди от нефт е важен фактор за замърсяване на почвените екосистеми. При изследване на въздействието му върху почвата са проучени транскрипти в насекомите от вида Folsomiacandida. Идентифицирани са транскрипти, участващи в различни клетъчни реакции, включително ксенобиотична биотрансформация и процеси на оксидативен стрес (Фиг. 5.17).
Фигура 5.17. Транскриптомен анализ на насекоми (адаптирано от Pang et al. 2023)
2.3. Замърсяване на въздуха и екотоксикологични ефекти
Замърсяването на въздуха е промяна на естествените характеристики на атмосферата, причинена от химични, физични и биологични фактори. Бързата урбанизация и индустриализация от XIX в. насам са довели до това замърсяването на въздуха да стане вредно за всички живи организми. Въпреки че нивата на замърсяване на въздуха остават до голяма степен постоянни от началото на хилядолетието, концентрациите на прахови частици (ПЧ) варират значително в различните региони. Докато концентрациите на ПЧ са намалели в развитите страни, концентрациите на ПЧ са се увеличили в развиващите се и слабо развитите страни. Въпреки че качеството на въздуха в страните от Европейския съюз непрекъснато се подобрява от 1990 г. насам, данните за 2021 г. са над максималната стойност от 15 μg/m3, определена от Световната Здравна Организация.
Замърсяването на въздуха не само предизвиква многобройни ефекти върху живите организми, но и може да причини фатални заболявания като рак на белия дроб по отношение на човешкото здраве. Ефектите от острата или хроничната експозиция на замърсяване на въздуха се изследват с помощта на омикс технологии. Въпреки че има открития, които показват, че замърсяването на въздуха влияе върху имунната система на организмите и е съществен фактор за хроничното възпаление, оксидативния стрес и увреждането на ДНК при развитието на рака, епигенетичните механизми, а следователно и методите на епигеномиката, заемат съществено място в изследването на ефектите, които причиняват това.
Замърсяването на въздуха е една от причините за сърдечно-белодробни заболявания в организма. Проучване, проведено с мишки, изследва острите ефекти от замърсяването на въздуха. Според геномните резултати 1247 гена на оксидативния стрес са били положително регулирани, а 1383 – инхибирани. При транскриптомния анализ са открити Mox-подобни гени от подтип макрофаги.
Проведено е проучване с използване на мултиомиксни технологии за определяне на биологичните реакции и функции на различни химикали върху организма с дървесни лястовици Tachycineta bicolor, живеещи в пречиствателни станции за отпадъчни води и индустриални зони. Установено е, че има клъстер от експресирани гени, свързани с понижена регулация на процесите на клетъчен растеж и клетъчно делене на чернодробните тъкани. Установено е, че гените за липогенезата, като например PPAR сигнализация, биосинтеза на ненаситени мастни киселини и метаболити, свързани с липогенезата, са положително регулирани. Установено е, че източници на тези различия са полицикличните ароматни въглеводороди и полибромираните дифенилетери в районите, където са събирани птиците (Фиг. 5.18).
Фигура 5.18. Мултикомика при птици, изложени на различни замърсители (адаптирано от Tseng et al. 2023)
2.4. Въздействие върху човешкото здраве и околната среда
През последните години в областта на човешкото здраве се появи нова концепция: персонализирана медицина. Този термин или област оптимизира резултатите чрез изготвяне на персонализирани лечения, като се вземат предвид генетичните характеристики на човека и факторите на околната среда. В този смисъл токсикогеномните изследвания, които съчетават генетиката с използваните фармацевтични вещества, са в основата на изследването на токсикологичните аспекти на тези химикали.
Проектът „Човешки геном“ може да се счита за най-важния проект или резултат в областта на геномиката по отношение на човешкия организъм. Резултатите от референтния геном на този проект, публикувани през 2003 г., позволиха да се характеризират вариантите в генома на индивида. В проучванията, проведени след този проект, изследването на типовете варианти при много индивиди позволи да се разберат механизмите на еволюцията на тези варианти чрез заболяванията и клиничните диагнози. В този контекст е важно да се изследват токсикологичните ефекти на лекарствата или лекарствените комбинации, използвани в персонализираната медицина. Разглеждането на омиксните технологии поотделно или в мултиомикс подход позволява да се определи отговорът на пациента към заболяването и токсикологичните ефекти на използваните лекарства върху индивида (Фиг. 5.19).
Фигура 5.19. Оценки на риска с помощта на омикс технологии за човешкото здраве (взети от Singh et al. 2023)
Токсикологията на околната среда може да бъде разгледана в две части: токсикология на човешкото здраве и токсикология на други живи организми. Тъй като токсикологията на човека се фокусира върху един вид и обикновено върху един човек, тя е по-лесна от токсикологията на други живи организми. Поради това тя дава възможност за бързо и лесно провеждане на омикс изследвания.
При хората измерването на биологичната възраст се интегрира с молекулярните процеси в процеса на стареене. Биологичната възраст може да бъде оценена чрез епигенетични механизми, като метилиране на ДНК и модифициране на хистони. Това например може да помогне за установяване на връзката между замърсяването на въздуха и стареенето. Посочено е, че има проучвания, в които измервания, базирани на ДНК метилиране, са използвани за определяне на биологичната възраст при замърсяване на въздуха. Адекватността на резултатите обаче е предизвикала дебат. Групите, подбрани във фокуса на тези проучвания, са бели популации, които не са испански (NHW), и не включват други раси и етноси. В проучване, проведено в Съединените щати, са изследвани чернокожи и NHW жени, които нямат анамнеза за рак на гърдата и в семейството им има поне една биологична сестра, диагностицирана с рак на гърдата. Чернокожите участнички са били изложени на по-високи нива на замърсяване на въздуха, отколкото участничките от NHW. Епигеномните изследвания, проведени поради замърсяването на въздуха, установяват диференцирано метилиране на 19 CpG места при чернокожите жени и едно място при NHW жените. Тези резултати предполагат, че замърсяването на въздуха е свързано с по-високо епигенетично стареене при чернокожите жени (Фиг. 5.20).
Фигура 20. Ефектът на замърсяването на въздуха върху епигенетичната възраст на жените от групата NHW и чернокожите жени (адаптирано от Koenigsberg et al. 2023).
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Използването на омикс технологии в екотоксикологичните изследвания доведе до революция в разбирането на въздействието на замърсителите на околната среда върху живите организми и екосистемите. Геномните, транскриптомните, протеомните и метаболомните подходи позволяват многостранно и подробно изучаване на биологичните реакции към замърсителите. Тези технологии играят решаваща роля не само за изясняване на механизмите на токсичност, но и за идентифициране на биомаркери и повишаване на чувствителността на оценките на риска за околната среда. В бъдеще интегрирането на омиксните данни с анализа на големи обеми от данни и изкуствения интелект ще допринесе за разработването на по-всеобхватни модели за оценка на екологичния риск. Въпреки това следва внимателно да се обърне внимание на ограниченията на тези технологии, като например разходите и трудността на анализа, както и сложността на пробите от околната среда. В този контекст интегрирането на омиксните технологии в екотоксикологията ще проправи пътя за научен и практически напредък в управлението на околната среда и ще допринесе за изграждането на устойчиво бъдеще.
4. ЛИТЕРАТУРА
Anonymous 2024. Introduction to NGS. Retrieved from https://emea.illumina.com/science/technology/next-generation-sequencing.html Accessed date 21.12.2024
Anonymous 2024. What is Metabolomics Retrieved from https://www.creative-proteomics.com/resource/what-is-metabolomics.htm Accessed date 21.12.2024
Antenozio, M. L., Caissutti, C., Caporusso, F. M., Marzi, D., & Brunetti, P. (2024). Urban air pollution and plant tolerance: Omics responses to ozone, nitrogen oxides, and particulate matter. Plants, 13(15), 2027.
Bhetraratana, M., Orozco, L. D., Bennett, B. J., Luna, K., Yang, X., Lusis, A. J., & Araujo, J. A. (2024). Diesel exhaust particle extract elicits an oxPAPC-like transcriptomic profile in macrophages across multiple mouse strains. Environmental Pollution, 124415.
Cañadas-Garre, M., Anderson, K., McGoldrick, J. et al. Genomic approaches in the search for molecular biomarkers in chronic kidney disease. J Transl Med 16, 292 (2018). https://doi.org/10.1186/s12967-018-1664-7
Carson, R. (1962). Silent Spring.
Chavan-Gautam P, Tejas S, Joshi K. Innovative approaches in drug discovery: ethnopharmacology, systems biology and holistic targetting. In: Patwardhan B, Chaguturu R, editors. Innovative approaches in drug discovery: ethnopharmacology, systems biology and holistic targetting. Amsterdam: Elsevier Inc.; 2017. p. 235–68.
Chen, L., Bai, J., Wan, J., Song, Y., Xiang, G., Duan, R., & Zheng, Y. (2024). Endocrine system, cell growth and death, and energy metabolism induced by Sb (III) exposure in earthworm (Pheretima guillemi) revealed by transcriptome and metabolome analysis. Environmental Pollution, 124357.
Farrél, M. (2022). Omics Approaches in Food and Environmental Analysis. In: Picó, Y., Campo, J. (eds) Mass Spectrometry in Food and Environmental Chemistry. The Handbook of Environmental Chemistry, vol 119. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/698_2022_893
Fernandez, R., Colás-Ruiz, N. R., Lara-Martín, P. A., Fernández-Cisnal, R., & Hampel, M. (2024). Proteomic Analysis in the Brain and Liver of Sea Bream (Sparus aurata) Exposed to the Antibiotics Ciprofloxacin, Sulfadiazine, and Trimethoprim. Environmental Pollution, 124308.
Filazi, A. (2021). Veteriner Toksikoloji ve Çevre Koruma. Nobel Yayıncılık. Ankara.
Ge, Y., Wang, D. Z., Chiu, J. F., Cristobal, S., Sheehan, D., Silvestre, F., … & Teichman, K. (2013). Environmental OMICS: current status and future directions. Journal of Integrated omics, 3(2), 75-87.
Guijas C, Montenegro-Burke JR, Warth B, Spilker ME, Siuzdak G. (2018). Metabolomics activity screening for identifying metabolites that modulate phenotype. Nat Biotechnol. 5;36(4):316-320. doi: 10.1038/nbt.4101. PMID: 29621222; PMCID: PMC5937131.
Hawkins, G. A. (2017). Analysis of human genetic variations using DNA sequencing. In Basic Science Methods for Clinical Researchers (pp. 77-98). Academic Press.
Jiang, F., Zhao, J., Sun, J., Chen, W., Zhao, Y., Zhou, S., … & Li, X. (2024). Impact of ambient air pollution on colorectal cancer risk and survival: insights from a prospective cohort and epigenetic Mendelian randomization study. EBioMedicine, 103.
Koenigsberg, S. H., Chang, C. J., Ish, J., Xu, Z., Kresovich, J. K., Lawrence, K. G., … & White, A. J. (2023). Air pollution and epigenetic aging among Black and White women in the US. Environment international, 181, 108270.
Messingschlager, M., Bartel-Steinbach, M., Mackowiak, S. D., Denkena, J., Bieg, M., Klös, M., … & Trump, S. (2023). Genome-wide DNA methylation sequencing identifies epigenetic perturbations in the upper airways under long-term exposure to moderate levels of ambient air pollution. Environmental Research, 233, 116413.
Nam, S. E., Bae, D. Y., Ki, J. S., Ahn, C. Y., & Rhee, J. S. (2023). The importance of multi-omics approaches for the health assessment of freshwater ecosystems. Molecular & Cellular Toxicology, 19(1), 3-11.
NIH, 2022. A Brief Guide to Genomics. https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/A-Brief-Guide-to-Genomics
NIH, 2024. Epigenomics Fact Sheet. https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/Epigenomics-Fact-Sheet
Olson, N. D., Wagner, J., Dwarshuis, N., Miga, K. H., Sedlazeck, F. J., Salit, M., & Zook, J. M. (2023). Variant calling and benchmarking in an era of complete human genome sequences. Nature Reviews Genetics, 24(7), 464-483.
Pang, A., Rutter, A., Haack, E., & Zeeb, B. (2023). Transcriptome analysis of a springtail, Folsomia candida, reveals energy constraint and oxidative stress during petroleum hydrocarbon exposure. Chemosphere, 342, 140185.
Prosser, J. I. (2015). Dispersing misconceptions and identifying opportunities for the use of’omics’ in soil microbial ecology. Nature Reviews Microbiology, 13(7), 439-446.
Rout, A. K., Tripathy, P. S., Dixit, S., Behera, D. U., Behera, B., Das, B. K., & Behera, B. K. (2024). Metagenomics analysis of sediments of river Ganga, India for bacterial diversity, functional genomics, antibiotic resistant genes and virulence factors. Current Research in Biotechnology, 7, 100187.
Sauvé, S. (2024). Toxicology, environmental chemistry, ecotoxicology, and One Health: definitions and paths for future research. Frontiers in Environmental Science, 12, 1303705.
Shi, C., Cheng, L., Yu, Y., Chen, S., Dai, Y., Yang, J., Zhang, H., Chen, J., & Geng, N. (2024). Multi-omics Integration Analysis: Tools and Applications in Environmental Toxicology. Environmental Pollution, 124675.
Singh, A. V., Chandrasekar, V., Paudel, N., Laux, P., Luch, A., Gemmati, D., … & Dakua, S. P. (2023). Integrative toxicogenomics: Advancing precision medicine and toxicology through artificial intelligence and OMICs technology. Biomedicine & Pharmacotherapy, 163, 114784.
Tang, N., Huang, W., Li, X., Gao, X., Liu, X., Wang, L., & Xing, W. (2024). Drilling into the physiology, transcriptomics, and metabolomics to enhance insight on Vallisneria denseserrulata responses to nanoplastics and metalloid co-stress. Journal of Cleaner Production, 448, 141653.
Tseng, C. Y., Custer, C. M., Custer, T. W., Dummer, P. M., Karouna-Renier, N., & Matson, C. W. (2023). Multi-omics responses in tree swallow (Tachycineta bicolor) nestlings from the Maumee Area of Concern, Maumee River, Ohio. Science of the Total Environment, 856, 159130.
Usmandjanovna, A. K. (2020). Ecology as an Independent Science. International Journal on Orange Technologies, 2(12), 52-53.
Xu, J., Zhang, Q., Su, Z., Liu, Y., Yan, T., Zhang, Y., … & Jia, G. (2022). Genetic damage and potential mechanism exploration under different air pollution patterns by multi-omics. Environment International, 170, 107636.
Zhang, X., Xia, P., Wang, P., Yang, J., & Baird, D. J. (2018). Omics advances in ecotoxicology. Environmental Science & Technology, Vol 52/Issue 7.
