Įprastinė nuotekų dezinfekcija naudojant chlorą galėtų palengvinti bakterijų atsparumo antimikrobinėms medžiagoms plitimą. Valymas kai kurių rūšių nuotekų su ultravioletinių spindulių (UV) šviesos vietoj galėtų būti sprendimo dalis, atsižvelgiant į KAUST vandens gėlinimo ir pakartotinio naudojimo centro tyrimas, paskelbtas žurnale Environmental Science & Technology.
Bakterijos sparčiai kuria mechanizmus antimikrobinių vaistų poveikiui išvengti, ir šis atsparumas kelia vis didesnį grėsmę visuomenės sveikatai. Iš dalies kalti farmaciniai junginiai ir atsparios bakterijos, pasiekiamos komunalinės ir žemės ūkio nuotekos. Įdomu tai, kad atsparumas antimikrobinėms medžiagoms yra dar didesnis bakterijose pasroviui nuo valymo įrenginių, nei žaliavos nuotekose, patenkamose į įrenginius.
Nuotekų dezinfekcijos metu genetinė medžiaga iš bakterijų išsiveržia į aplinkinį vandenį. Šioje ekstraląstelinės DNR gali būti atsparumo antimikrobinėms medžiagoms genų. "Didelis klausimas yra toks: ar šie ekstraląstelinio atsparumo genai kelia susirūpinimą visuomenės sveikatai?" – sako KAUST podoktorantūros bendradarbis Davidas Mantilla-Calderonas. "Mes neturime atsakymo į šį klausimą dar, bet pirmoji būtina sąlyga, šie genai turi įvykdyti, kad būtų susirūpinimą, kad jie turi būti harbored per gyvybingų bakterijų ląstelių. Tai įmanoma tik per procesą, vadinamą natūralia transformacija, kuri leidžia ekstraląstelinę DNR įsisavinimą ir integraciją į bakterinę chromosomą."
Mantilla-Calderon ir kolegos KAUST nustatė, kad natūrali transformacija buvo stimuliuojama bakterijoje, paprastai randama vandenyje ir dirvožemyje, vadinamoje Acinetobacter baylyi, kai ji buvo chloro šalutinio preparato, bromacto rūgšties, akivaizdoje. Dezinfekcijos šalutinis produktas sukėlė DNR žalą bakterijai, sumezdamas DNR remonto kelią, kuris, kaip žinoma, taip pat padidina užsienio DNR integraciją į bakterijų genomą.
Doktorantas Nicolas Augsburger toliau tyrė saulės spindulių ir UV šviesos poveikį natūraliai transformacijai. "Norėjome sužinoti, ar yra saugesnis būdas dezinfekuoti išvalytas nuotekas neišprovokuojant natūralios aplinkos bakterijų transformacijos padidėjimo", – aiškina jis.
Įdomu tai, kad Augsburgeris ir jo kolegos nustatė, kad, panašiai kaip bromacto rūgštis, saulės šviesa taip pat padidino natūralią transformaciją Acinetobacter baylyi, sukeldama DNR remonto kelią.
Keista, nors UV šviesa taip pat padidino ekstraląstelinės DNR įsisavinimą į bakterijų genomą, genai buvo pažeisti tiek, kad jie nebėra funkcionalūs, skirtingai nuo saulės spindulių ir bromacto rūgšties poveikio.
"Saulės šviesa padidino užsienio DNR integraciją iki dviejų kartų," sako Augsburger. "Taupymo malonė buvo ta, kad nors UV šviesa taip pat padidina užsienio DNR integraciją, kaip ir dezinfekcijos šalutiniai produktai ir saulės spinduliai, ji tuo pačiu metu pažeidžia ekstraląstelinę DNR nuotekose tiek, kad net jei ją paima bakterijos, ji negalės išreikšti šių genų."
"Mūsų tyrimai abejoja mūsų dabartine priklausomybe nuo chloro naudojimo kaip galutinio dezinfekcijos žingsnio daugumoje nuotekų valymo įrenginių", – sako tyrimus prižiūrėjusi mikrobiologė Peiying Hong. "Dezinfekcijos strategija naudojant UV šviesą galėtų būti svarstoma dezinfekuojant mažo drumstumo vandenį. Tai galėtų padėti sumažinti nuotekų indėlį į atsparumą antimikrobinėms medžiagoms."
Honkongo laboratorija dabar tiria, kaip įvairūs stresoriai gali sąveikauti, kad paveiktų ekstraląstelinės DNR įsisavinimo ir integravimo į bakterijas rodiklius.
