超聲是一種非離子形式的能量輻射，具有非入侵和無污染的特點，因此廣泛應用于超聲診斷、超聲透皮給藥和破壞腎結石等醫學領域，以及超聲清洗、超聲輔助提取和微生物滅活等工業領域。流行病學和病理學研究認為，高頻低強度超聲診斷是安全的；但在分子水平和代謝網絡角度，高頻低強度超聲的生物影響尚不清晰。太阳集团app首页環境學院碩士研究生張清琳在導師葉錦韶教授和太阳集团app首页附屬第一醫院鐘興教授的指導下，利用ITRAQ蛋白質組學技術，使用診斷超聲探頭對典型單細胞生物大腸杆菌進行了超聲暴露，暴露時間分别為10 min和20 min。
蛋白質組差異表達結果表明，細胞内50種生物過程和19個代謝通路在超聲作用下受到影響，不同的超聲頻率和作用時間均會影響蛋白質組的表達，但胞内存在适應機制。低頻率超聲可誘使胞内Cu+跨膜外排，并在周質内轉化為Cu2+來維持胞内正常的鐵硫簇生物合成。較長時間的超聲暴露下，細胞可通過消耗胞内絲氨酸和sn-3-磷酸甘油為糖酵解過程以及天冬酰胺生物合成過程提供原料，從而緩解碳水化合物攝取下調的影響。超聲暴露加劇DNA損傷，但不引發氧化應激和細胞凋亡。蛋白質肽基脯氨酰異構化水平的提高有利于恢複因超聲脅迫導緻的未折疊蛋白。基于蛋白質GlpD、AsnB、TdcB、CopA、IscR、IscU、IscS、IscA和RecA的分子功能，預測了上述蛋白質差異表達而調控的一系列人代謝通路及疾病。該工作采取的研究方法為在分子水平和代謝網絡角度開展環境脅迫的潛在風險研究提供了借鑒作用。
該工作得到了國家自然科學基金（No. 21876064）和廣東省促進經濟發展專項資金（海洋經濟發展用途）項目（No. GDOE [2019] A09）的資助。相關成果已發表在期刊Sci. Total Environ.上。
論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137439
