The environment contaminated by antibiotics and heavy metals as a consequence of human activities is of great concern nowadays. Many pieces of research proved that the environment could act as a reservoir of antibiotic resistance determinants allowing them to spread among different bacterial species via the process called horizontal gene transfer. The result is antibiotic resistance even in pathogen microorganisms. Heavy metals act as important factors in this process because of their potential to select antibiotic resistant bacteria thanks to linkage among antibiotic resistance genes and heavy metals resistance genes. Thus, this experiment was conducted to screen the antibiotic tolerance profile of bacteria obtained from heavy metal contaminated environment of mine, dump and the contaminated soil near the entry of mine. Several samples were collected from the only active gold mine in Slovakia in Hodruša – Hámre. The presence of cultivable bacteria was proved via cultivation approaches with subsequent MALDI – TOF MS (Matrix – Assisted Laser Desorption/Ionisation Time of Flight Mass Spectrometry) identification of selected isolates. Representative bacterial isolates were screened for their antibiotic tolerance against chosen antibiotics (ampicillin (AMP), chloramphenicol (CHLOR), tetracycline (TET) and kanamycine (KAN)) with the aim to define their minimal inhibitory concentration (MIC). The cultivable bacteria from studied environments were dominated by Gram-negative protebacteria of Pseudomonas and Rhizobium genera. Among more than 150 isolates the resistance to ampicillin (MIC>100µg/ml – 49% isolates), kanamycine (MIC>100µg/ml - 18% isolates), and chloramphenicol (MIC>20µg/ml – 16% isolates) dominated. The resistance to tetracycline (MIC>20µg/ml) was detected in less than 1% of isolates. Overall counts of antibiotic resistance and multi-resistance were alarmingly high taking in account that industrial environments with no known antibiotic exposure were analysed. Our data indicate that heavy metals contaminated environment could influence the occurrence and the spread of antibiotic resistance. Possibly, metal contaminated environment act as a reservoir of antibiotic resistant bacteria.
PL
Środowisko zanieczyszczone przez antybiotyki i metale ciężkie jako konsekwencja działalności ludzkiej jest obecnie przedmiotem wielu zmartwień. Wiele badań udowodniło, że środowisko może stanowić swoisty zbiornik odporności bakterii na działanie antybiotyków, pozwalając im na swobodne rozprzestrzenianie się wśród różnych bakterii poprzez proces zwany poziomym transferem genów. Wynikiem jest obecność odporności na antybiotyki nawet u mikroorganizmów patogenicznych. Metale ciężkie działają jako ważne czynniki w tym procesie ze względu na swój potencjał wyboru bakterii, która opiera się antybiotykowi ze względu na swego rodzaju połączenie pomiędzy genami opierającymi się antybiotykowi oraz genami opierającymi się metalom ciężkim. Zatem, wykonano eksperyment aby zbadać tolerancję na antybiotyk dla bakterii uzyskanych ze środowiska kopalni, składowiska oraz gleby z pobliża kopalni będących zanieczyszczonymi metalami ciężkimi. Pobrano próbki z jedynej aktywnej kopalni złota w Słowacji, zlokalizowanej w Hodruša – Hámre. Obecność bakterii kultywacyjnych został udowodniony za pomocą badań kultywacji a następnie techniki identyfikacyjnej MALDI – TOF MS (Matrix – Assisted Laser Desorption/Ionisation Time of Flight Spectrometry). Reprezentatywne izolaty bakteryjne zostały zbadane ze względu na ich tolerancję na wybrane antybiotyki (ampicylina (AMP), chloramfenikol (CHLOR), tetracyklina (TET) oraz kanamycyna (KAN) w celu zdefiniowania ich minimalnego stężenia inhibicyjnego (MIC). Bakterie kultywacyjne z badanych środowisk były zdominowane przez Gram-ujemne proteobakterie rodzaju Pseudomonas oraz Rhizobium. Spośród więcej niż 150 izolatów, odporność na ampicylinę (MIC>100 µg/ml- 49% izolatów), kanamycynę (MIC>100 µg/ml – 18% izolatów) oraz chloramfenikol (MIC> 20 µg/ml – 16% izolatów) dominowała. Odporność na tetracyklinę (MIC> 20 µg/ml) został stwierdzony w mniej niż 1% przypadku izolatów. Ogólna liczba odporności na antybiotyki oraz multi-odporności była alarmująco duża, biorąc pod uwagę, że środowiska przemysłowe z nieznanym stopniem wystawienia na antybiotyki była analizowana. Nasze dane wskazały, że środowisko zanieczyszczone metalami ciężkimi może wpływać na obecność i rozwój odporności na antybiotyki. Możliwym jest, że środowisko zanieczyszczone metalami zachowuje się jak zbiornik dla bakterii odpornych na działanie antybiotyków.
Biogeochemical cycling of gold involves dispersion and reconcentration of gold (Au) due to physical, chemical and biological processes in Earth surface environments. These processes are evocated by a metabolic activity of different microbial taxa but many of them (and also their biogeochemical potential) are still unexplored. Understanding the gold cycling is necessary for developing innovative, environmentally friendly gold processing techniques. Our experiments were aimed on isolation and identification of heterotrophic bacteria from ore and ore storage dump samples collected in Rozália gold mine in Hodruša-Hámre. Using culture-based approach followed by combination of MALDI-TOF MS protein profiling and 16S rDNA sequencing, 18 different bacterial genera were identified in studied microbiota. The participation of several representatives of these genera in individual gold cycling steps has already been reported. The real involvement of bacterial isolates in gold transformation reactions and their biogeochemical potential will be studied in subsequent experiments.
PL
Cykl biogeochemiczny złota obejmuje dyspersję i ponowne zatężanie złota (Au) w wyniku procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych w środowiskach powierzchni Ziemi. Procesy te są wywoływane przez aktywność metaboliczną różnych taksonów drobnoustrojowych, ale wiele z nich (a także ich potencjał biogeochemiczny) jest wciąż niezbadanych. Zrozumienie obiegu złota jest niezbędne do opracowania innowacyjnych, przyjaznych dla środowiska technik przetwarzania złota. Nasze eksperymenty miały na celu izolację i identyfikację bakterii heterotroficznych z próbek rudy i składowiska rudy zebranych w kopalni złota Rozália w Hodruša-Hámre. Stosując podejście oparte na hodowli, a następnie połączenie profilowania białka MALDI-TOF MS i sekwencjonowania 16S rDNA, zidentyfikowano 18 różnych rodzajów bakterii w badanej mikroflorze. Stwierdzono udział kilku przedstawicieli tych rodzajów w poszczególnych etapach złotego cyklu. Rzeczywiste zaangażowanie izolatów bakteryjnych w reakcje transformacji złota i ich potencjał biogeochemiczny zostaną zbadane w kolejnych eksperymentach.
Heavy metal pollution caused by anthropogenic activity is a great concern of the present days. Widespread use of substances containing metals inevitably lead to their deposition in soil affecting soil microbiota, which plays important role in maintaining soil functions. The aim of our study was to determine number of heavy metal resistant isolates acquired from the soil from heavy metal polluted area of dump near Hnúšťa. Soil samples were obtained from two collection sites (48° 36´ 4,47502´´ N, 19° 57´32,654´´ E and 48° 36´ 4,4634´´ N, 19° 57´ 32,67´´ E) and mixed together. The microorganisms used in this study were routinely cultivated and screened for resistance to different concentrations of four heavy metals – Zn (2–500 mg/l), Cu, Ni, Pb (all three metals tested at concentrations from 0,5 to 125 mg/l). Very high resistance against Cu, Ni and Pb even at the highest tested concentrations was found at majority of tested bacterial strains. Almost all 89 from 89 isolates show resistance against these metals at tested concentrations. Only in case of Zn we determined the MIC (minimal inhibitory concentration) – 125 mg/l. The results point out very high resistance pattern in soil bacteria.
PL
Zanieczyszczenie metalami ciężkimi wywołane działalnością antropogeniczną jest wielkim problemem współczesności. Powszechne stosowanie substancji zawierających metale nieuchronnie prowadzi do ich odkładania się w glebie co wpływa na mikroflorę glebową, która odgrywa ważną rolę w utrzymywaniu funkcji gleby. Celem badań było określenie liczby izolatów odpornych na metale ciężkie pozyskanych z gleby z zanieczyszczonego obszaru składowiska metali ciężkich w pobliżu Hnúšťa. Próbki gleby pobrano z dwóch miejsc (48° 36' 4,47502'' N, 19° 57'32,654'' E i 48° 36' 4,4634''bN, 19° 57'32,67'' E) i wymieszano razem. Mikroorganizmy wykorzystane w tym badaniu były rutynowo hodowane i badane pod kątem odporności na różne stężenia czterech metali ciężkich: Zn (2–500 mg/l), Cu, Ni, Pb (wszystkie trzy badane metale w stężeniach od 0,5 do 125 mg/l). Bardzo wysoką odporność na Cu, Ni i Pb nawet przy najwyższych testowanych stężeniach stwierdzono w większości badanych szczepów bakteryjnych. Prawie wszystkie z 89 izolatów wykazują odporność na te metale w testowanych stężeniach. Tylko w przypadku Zn określiliśmy MIC (minimalne stężenie hamujące) = 125 mg/l. Wyniki wskazują na bardzo wysoki wzór oporności w bakteriach glebowych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.