Dank Michaela Hall, Larissa Bispo und Gustavo Tavares für technische Hilfe.

Lebensmittel, die roh gegessen werden oder leicht gekocht sind die größten Bedenken für die menschliche Gesundheit. Beispiele hierfür sind Salat Gemüse, Obst, Schalen- und Krustentieren. 1. Probenentnahme <ol><li> Die Proben werden unter Bedingungen, die Kontamination zu minimieren, und in getrennte, saubere Säcke beim Transport gespeichert. Sobald sie aufgenommen sind, sind die Proben bei 4 ° C gelagert und innerhalb von 24 Stunden verarbeitet werden. </li></ol> 2. Enriched Kultur Vorbereitung <ol><li> Obst und Gemüse: <ol><li> Zeigen ca. 10 g Material in einem haltbaren Kunststoffbeutel. Wenn Verarbeitung größerer Material, konzentrieren sich auf die Haut der Frucht oder Gemüse. 90 ml 0,1 M Natriumphosphatpuffer, pH 7,0 und Verfahren in einem Schaufelmischer für 30 Sekunden. Alternativ kann das Material von Hand bewegt werden, wenn eine Blattmischer ist nicht verfügbar. </li><li> Sammeln Sie die Flüssigkeit in zwei 50 ml-Falcon-Röhrchen. Zentrifugenröhrchen bei 4000 × g für 7 min zu Pellets Bakterien. </li&gt; <li> In 30 ml sterile Luria Bertani (LB) Brühe Entfernen Sie vorsichtig den Überstand und suspendieren die pelletierten Bakterien. </li><li> Inkubieren auf einem Schüttler O / N, hält eine Röhre bei 25 ° C und die andere bei 37 ° C. Die Kulturen sollten bei 200 Schwingungen pro Minute (OPM) geschüttelt werden. Speicher-Kulturen bei 4ºC bis zur Verwendung. </li></ol></li><li> Meeresfrüchte: <ol><li> Sezieren den Magen (Austern) oder Verdauungstrakt (Garnelen) mit einer sterilen Pinzette und Pinzette und in einen sterilen 1,5-ml-Röhrchen mit 200 ul 0,1 M Natriumphosphatpuffer, pH 7,0. Mazeration der Probe um ein Homogenat zu erstellen. </li><li> Verzichtet werden 5 ml LB-Brühe in zwei sterile 5 ml Röhrchen und impfen jeweils mit der Meeresfrüchte Homogenat. </li><li> Inkubieren auf einem Schüttler O / N, hält eine Röhre bei 25 ° C und die andere 37 ° C. Die Kulturen sollten bei 200 opm geschüttelt werden. Speicher-Kulturen bei 4ºC bis zur Verwendung. </li></ol></li></ol> 3. Screening Kulturen für Integrons <p class= &quot;Jove_content&quot;&gt; Hinweis: Standard-PCR-Protokolle werden in dieser Methode verwendet wird, unter Verwendung von Puffern mit dem Enzym zugeführt wird, und eine abschließende MgCl 2 -Konzentration von 2,5 mM. Falls erforderlich, hat Lorenz (2011) 24 PCR-Optimierung und Methoden zur Problembehandlung in einer früheren Ausgabe dieser Zeitschrift beschrieben. <ol><li> Gekochte DNA-Präparation: <ol><li> Dispense 100 ul angereicherten Kultur in ein steriles 0,5 ml PCR-Röhrchen. Erhitzen Sie die Probe auf 99 ° C für 10 Minuten, mit einem Wasserbad oder Wärmeblock. Snap Chill auf Eis für 2 min. </li><li> Mikrozentrifuge bei 14.000 × g für 5 min, um die Zelltrümmer zu pelletieren. Zurück zu Eis. DNA-Proben können bei -20 ° C eingefroren werden, bis sie benötigt wurden, sondern muss auf Eis aufgetaut werden. </li></ol></li><li> Screening für Klasse 1 Integrons mittels PCR: ANMERKUNG: Mischkulturen aus dem O / N Inkubation für Klasse 1 Integrons Verwendung des HS463a / HS464-PCR-Protokoll (Tabelle 1) untersucht. <ol><li> Auftauen alle PCR-Reagenzien auf Eis, weg von jeder potenzielle souRCEs kontaminierender DNA. Make-up 48 &amp; mgr; l PCR Mastermix pro Probe, einschließlich Negativkontrollen (Tabelle 2). Verzichtet werden 48 ul der PCR-Master-Mix zu jedem Röhrchen mit Barrierespitzen. </li><li> In 2 ul DNA aufgetaut, um einzelne PCR-Gefäße mit Barriere-Tipps. Führen entsprechende Programm in der PCR-Thermocycler. </li><li> Um die Ergebnisse der Verstärkung zu bewerten, Elektrophorese 7 ul des PCR-Produkts auf einem 2% Agarosegel gegossen und in TBE-Puffer (90 mM Tris-Borat, 2 mM EDTA) durchgeführt. Gehören ein Molekulargewichtsmarker, wie beispielsweise ein 100 bp Leiter. </li><li> Beitrag färben das Gel mit einem DNA-Färbung, und visualisieren mit einem UV-Transilluminator. Überprüfen Sie, hat es keine Verstärkung in der negativen Kontrolle. Eine starke Bande bei etwa 470 bp für eine bestimmte Probe zeigt, dass die Mischkultur enthält Bakterien, die eine Klasse 1 Integron tragen. Reine Kolonien werden nun von einem beliebigen Mischkultur, die einen positiven PCR zurück isoliert werden. </li></ol></li></ol><ol><li> Reihenverdünnungen und Verbreitung Platten: ANMERKUNG: Um einzelne Kolonien aus den PCR-positiven Mischkulturen zu isolieren, wird der Mischkultur seriell 10-fach verdünnt in Natriumphosphatpuffer und ausplattiert, um einzelne Kolonien zu gewinnen dann. <ol><li> 1 ml der Mischkultur zu 9 ml 0,1 M Natriumphosphatpuffer, pH 7,0 und Mischen durch Umdrehen. 1 ml der Verdünnung auf eine weitere 9 ml Phosphatpuffer, und wiederholen, bis eine serielle Verdünnung von 10 -8 erreicht ist. </li><li> Striches 100 ul der 10 -4 bis 10 -8 Verdünnungen auf LB Agar, doppelt vorhanden. Die Platten O / N Inkubieren bei der gleichen Temperatur für die anfängliche Mischkultur verwendet wird. Die Platten können dann bei 4 ° C bis zur Verwendung gelagert werden, jedoch ist es am besten, um die einzelnen Kolonien ziemlich umgehend bearbeiten. </li></ol></li><li> Einzelkolonie Auswahl und gekochten DNA-Präparation: <ol><li> Wählen Sie einzelne Kolonien aus den Verdünnungsplatten, selecting so viele verschiedene Kolonietypen wie möglich, anhand von Kriterien wie Koloniegröße, Form und Farbe. Verwenden sterilen Zahnstochern zu Einzelkolonien aus der Verbreitung Platte auswählen. </li><li> Tippen Sie auf die Zahnstocher in die Kolonie, und dann in ein PCR-Röhrchen, das 100 &amp; mgr; l sterilem Wasser zu übertragen. Wenn eine große Anzahl von Kolonien zu sehen sein, dann können Kolonien in einer Mikrotiterplatte hergestellt werden. Drehen Sie die Zahnstocher zwischen den Fingern, um einige der Zellen in das Wasser zu entfernen. </li><li> Mit der gleichen Zahnstocher, impfen eine LB-Platte mit einem Streifen von der Kolonie. Eine große Zahl von Kolonien auf markierten Platten gespeichert werden, wenn jeder Streifen etwa 1 cm lang. Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 3, bis Sie eine geeignete Anzahl von Isolaten ausgewählt haben. </li><li> Inkubieren LB Platten O / N, bei der gleichen Temperatur wie bei der anfänglichen Anreicherungskultur verwendet. Kulturen können dann bei 4 ° C gelagert werden. </li><li> Zur Herstellung von DNA aus den Bakteriensuspensionen, gehen Sie wie ouin Abschnitt 3.1 tlined. Für das Screening von Reinkultur Lysaten, führen Sie die HS463a / HS464 PCR, wie in Abschnitt 3.2 beschrieben. Isolate, dass eine positive Rück PCR wird zur Herstellung von genomischer DNA (Abschnitt 5) verwendet werden, und für weitere Analysen. </li></ol></li></ol> 5. Die genomische DNA Extraktion von Integron-positive Einzelkolonien Mit Bead Beating 25 <ol><li> Impfen 5 ml LB-Brühe mit einer Probe der Reinkultur isoliert in Abschnitt 4.2. Inkubieren O / N, bei gleicher Temperatur, die für die anfängliche Anreicherungskultur verwendet wurde Schütteln. </li><li> Pellet-Zellen bei 4.000 g für 7 min, dann entfernen Sie den Überstand. Resuspendieren der pelletierten Zellen in 1 ml CLS-TC-Lösung in einem Lysismatrix E schnell prep Rohr. Mit einer Perlmühle Mahlmaschine, verarbeiten die Probe bei 5,5 m / s für 30 s. </li><li> Zentrifugenröhrchen bei 14000 × g für 5 min und Wiederherstellen 700 ul Überstand in ein steriles 1,5-ml-Röhrchen. </li><li> Fügen Sie 700 ul Bindematrix verdünnt 1: 5 mit 6 M guanidinium Thiocyanat und mischen bei RT 5 min. Zentrifuge bei 14.000 × g für 1 min, Überstand verwerfen. </li><li> Zugabe von 800 ul Ethanolwaschsalz (70% Ethanol, 0,1 M Natriumacetat), vortexen, bis das Pellet vollständig resuspendiert ist. Waschen für 5 min bei RT, Zentrifuge bei 14.000 · g für 1 min und Überstand verwerfen. Stellen Sie sicher, alle Überstand entfernt worden ist, mit einer Mikropipette bei Bedarf dann an der Luft trocknen lassen für 5 Minuten. </li><li> Das Pellet in 200 &amp; mgr; l Matrix TE (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 7,6) durch Auf- und Abpipettieren. Inkubieren bei Raumtemperatur für 3 min. Zentrifuge bei 14.000 × g für 3 min und Transfer 160 ul der eluierten DNA in einem sterilen Röhrchen. Führen Sie einen aliquoten Teil der genomischen DNA-Extraktion auf einem 2% w / v Agarosegel, um die Ausbeute und die Integrität der DNA-Extraktion zu überprüfen. Die gereinigte genomische DNA wird bei -20 ° C gelagert und auf Eis aufgetaut, wenn für die PCR-Tests erforderlich. </li></ol> 6. Diagnostische PCR und DNA-Sequenzierung HINWEIS: Derin Abschnitt 5 hergestellte genomische DNA wird für alle diagnostischen PCR verwendet werden, und um den positiven Test für Klasse 1 Integrons bestätigen. <ol><li> Auftauen genomischer DNA auf Eis, die DNA-Probe und Impuls Spin Vortexen bei 14.000 · g für 20 sec. Wiederholen Sie die PCR für die Klasse 1 Integron-Integrase-Gens unter Verwendung HS463a / HS464 (Tabelle 1), was bestätigt, dass das Isolat positiv für das 471 bp Amplikon (Abschnitt 3.2). </li><li> Identifizierung positiver Kulturen zur Art wird durch Analyse des kleinen rRNA-Untereinheit-Gens (16S rDNA) erreicht. Verstärken die 16S-Gens unter Verwendung von Primern F27 / r1492 (Tabelle 1). Überprüfen Sie die PCR-Produkte mit Hilfe der Elektrophorese. Alle bakterielle Ziele sollten einen 16S Amplikon von etwa 1450 bp zu erzeugen. </li><li> Sequenz des 16S-rRNA-Gen-Amplikons zu Spezies Identität zu bestimmen, da es jedoch wahrscheinlich mehrere positive PCRs aus Stufe 6.2 werden, und viele von diesen werden die gleichen positiven bakteriellen Spezies, werden wir zuerst unterscheiden verschiedene Arten using Restriktionsverdau der 16S-PCR-Produkt. <ol><li> Verdauen ein Aliquot der PCR-16S mit dem Restriktionsenzym Hinf 1. Jedes Enzym, das erkennt 4 bp Spaltstellen werden zu tun, aber Hinf 1 erzeugt gute Vielfalt von 16S-Ziele, und ist eine zuverlässige, kostengünstige Enzym. </li></ol></li><li> Bis 30 &amp; mgr; l Restriktionsmengen verdauen Mastermix (Tabelle 2) in einem sterilen Röhrchen und fügen Sie 20 ul un-purfied 16S-PCR-Produkt. Inkubieren in einem 37 ° C Wasserbad O / N. Überprüfen des Digests auf einem 2% Agarosegel. </li><li> Ergebnis der von Hinf 1 hergestellt Verdauung Mustern. Isolate mit derselben 16S Restriktionsprofil sind wahrscheinlich die gleichen Spezies. Anstatt Sequenzierung jedes 16S PCR-Produkt, Sequenz höchstens drei Vertretern jeder Hinf 1 Restriktionsmuster. </li><li> Aufreinigung der 16S-PCR-Produkte unter Verwendung eines kommerziellen Kits. Ein Einzelstrang-Exonuklease-Kit kann verwendet werden, aber anhand Spalte oder Fällungsverfahren auch gut zu entfernen unincorporated Primer und Einzelstrang-DNAs. Sequenz, die das 16S Amplicons unter Verwendung von Primer R910 (Tabelle 1), die Einrichtung, die Reaktionen, wie durch die Sequenzierung Anlage festgelegt. </li><li> Verwenden Sie das resultierende DNA-Sequenz, die NCBI DNA-Datenbank mit dem blastn Funktion (verhören <a href="http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi" target="_blank">http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</a> ). Mehr als 97% Nukleotid-Identität wird in der Regel als Arten Identität gemacht. </li></ol> 7. Kartierung und Charakterisierung von Integrons und Kassetten-Arrays HINWEIS: Klasse 1 Integrons von Menschen dominierten Ökosystemen ausgeh sind wahrscheinlich die häufigsten Integrons in allen Proben sein. Diese Integrons alle einen letzten einzigen Ursprung, und haben daher eine hoch konservierte DNA-Sequenz 5. <ol><li> Unterscheiden zwischen einer Klasse 1 Integrons aus menschlichen Quellen ausgehen und die, die in Umweltproben natürlich vorkommen, indem einPCR mit Primersatz intI1F165 / intI1R476 10 (Tabelle 1). HINWEIS: Klasse 1 Integrons von klinischen oder kommensalen Bakterien ein ~ 300 bp-Produkt zu erzeugen, während der Umweltklasse 1 Integrons wird jedes Produkt erstellen. </li><li> Charakterisierung der klinischen Integrons durch Verstärken der Kassette Array mit Primer-Set HS458 / HS459. Dieses PCR wird die Region zwischen intI1 und konservierten Segment der 3&#39;an der Endstation der meisten Kassetten Arrays zu verstärken. Da die Anzahl und die Identität der Kassetten variabel ist, wird die Größe des PCR-Produkts variieren. </li><li> Reinige Amplicons und Reihenfolge der DNA unter Verwendung jeder der Amplifikationsprimer. Verwenden Sequenzen DNA-Datenbanken mit dem blastn Funktion (verhören <a href="http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi" target="_blank">http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi</a> ). </li><li> Stellen Sie sicher, die Benennung von Kassetten folgen standardisierte Nomenklatur 9, da viele Daten Abscheidungen für Integron Genkassettes verwenden inkonsistent oder nicht eindeutige Namen. Sie besonderes Augenmerk auf neue Gen-Kassetten, da diese neue Phänotypen kodieren, darunter Gene, die erhöhte Durchlässigkeit, Pathogenität oder Virulenz 8,21 verleihen. HINWEIS: Präklinische Formen des Klassen 1 Integron zirkulieren immer noch in der natürlichen Umwelt. Insbesondere diejenigen, die aktive Transposons Tn 402 verbunden sind, sind von besonderem Interesse 26. Die Kassette Arrays dieser Integrons nicht mit Primer-Set HS458 / HS459 verstärken, kann aber mit dem MRG284 / MRG285 Primer-Set (Tabelle 1) amplifiziert werden, erzeugen Amplikons variabler Größe abhängig von Kassetteninhalt. PCR-Produkte sollten gereinigt und DNA sequenziert, wie in 7.2 beschrieben. </li></ol>

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	<li>Bush, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tackling+antibiotic+resistance.">Tackling antibiotic resistance.</a> Nature Rev. Microbiol. 9, 894-896 (2011).</li><li>Davies, J., Davies, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origins+and+evolution+of+antibiotic+resistance.">Origins and evolution of antibiotic resistance.</a> Microbiol. Mol. Biol. Rev. 74 (3), 417-433 (2010).</li><li>Costa, V. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibiotic+resistance+is+ancient.">Antibiotic resistance is ancient.</a> Nature. 477 (7365), 457-461 (2011).</li><li>Gillings, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+consequences+of+antibiotic+use+for+the+resistome,+mobilome+and+microbial+pangenome.">Evolutionary consequences of antibiotic use for the resistome, mobilome and microbial pangenome.</a> Front. Microbiol. 4, 4 (2013).</li><li>Gillings, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+class+1+integrons+and+the+rise+of+antibiotic+resistance.">The evolution of class 1 integrons and the rise of antibiotic resistance.</a> J. Bacteriol. 190 (14), 5095-5100 (2008).</li><li>Brassard, S., Lapointe, J., Roy, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diversity+and+relative+strength+of+tandem+promoters+for+the+antibiotic-resistance+genes+of+several+integrons.">Diversity and relative strength of tandem promoters for the antibiotic-resistance genes of several integrons.</a> Gene. 142 (1), 49-54 (1994).</li><li>Partridge, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Definition+of+the+attI1+site+of+class+1+integrons.">Definition of the attI1 site of class 1 integrons.</a> Microbiol. 146 (11), 2855-2864 (2000).</li><li>Gillings, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrons:+Past,+Present,+and+Future.">Integrons: Past, Present, and Future.</a> Microbiol. Mol. Biol. Rev. 78 (2), 257-277 (2014).</li><li>Partridge, S. R., Tsafnat, G., Coiera, E., Iredell, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+cassettes+and+cassette+arrays+in+mobile+resistance+integrons.">Gene cassettes and cassette arrays in mobile resistance integrons.</a> FEMS Microbiol. Rev. 33 (4), 757-784 (2009).</li><li>Gillings, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+the+class+1+integron-integrase+gene+as+a+proxy+for+anthropogenic+pollution.">Using the class 1 integron-integrase gene as a proxy for anthropogenic pollution.</a> ISME J. In press, (2014).</li><li>Gaze, W. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impacts+of+anthropogenic+activity+on+the+ecology+of+class+1+integrons+and+integron-associated+genes+in+the+environment.">Impacts of anthropogenic activity on the ecology of class 1 integrons and integron-associated genes in the environment.</a> ISME J. 5, 1253-1261 (2011).</li><li>Gerzova, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+microbiota+composition+and+presence+of+selected+antibiotic+resistance+genes+in+carriage+water+of+ornamental+fish.">Characterization of microbiota composition and presence of selected antibiotic resistance genes in carriage water of ornamental fish.</a> PLoS ONE. 9, e103865 (2014).</li><li>Power, M., Emery, S., Gillings, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Into+the+wild:+dissemination+of+antibiotic+resistance+determinants+via+a+species+recovery+program.">Into the wild: dissemination of antibiotic resistance determinants via a species recovery program.</a> PLoS ONE. 8, e63017 (2013).</li><li>Stokes, H. W., Gillings, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+flow,+mobile+genetic+elements+and+the+recruitment+of+antibiotic+resistance+genes+into+Gram-negative+pathogens.">Gene flow, mobile genetic elements and the recruitment of antibiotic resistance genes into Gram-negative pathogens.</a> FEMS Microbiol. Rev. 35 (5), 790-819 (2011).</li><li>Moura, A., Oliveira, C., Henriques, I., Smalla, K., Correia, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Broad+diversity+of+conjugative+plasmids+in+integron-carrying+bacteria+from+wastewater+environments.">Broad diversity of conjugative plasmids in integron-carrying bacteria from wastewater environments.</a> FEMS Microbiol. Lett. 330 (2), 157-164 (2012).</li><li>Schl&#252;ter, A., Krause, L., Szczepanowski, R., Goesmann, A., P&#252;hler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+diversity+and+composition+of+a+plasmid+metagenome+from+a+wastewater+treatment+plant.">Genetic diversity and composition of a plasmid metagenome from a wastewater treatment plant.</a> J. Biotech. 136 (1-2), 65-76 (2008).</li><li>Taylor, N. G. H., Verner-Jeffreys, D. W., Baker-Austin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aquatic+systems:+maintaining,+mixing+and+mobilising+antimicrobial+resistance.">Aquatic systems: maintaining, mixing and mobilising antimicrobial resistance.</a> TREE. 26 (6), 278-284 (2011).</li><li>Stalder, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+and+qualitative+impact+of+hospital+effluent+on+dissemination+of+the+integron+pool.">Quantitative and qualitative impact of hospital effluent on dissemination of the integron pool.</a> ISME J. 8, 768-777 (2014).</li><li>Allen, H. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Call+of+the+wild:+antibiotic+resistance+genes+in+natural+environments.">Call of the wild: antibiotic resistance genes in natural environments.</a> Nature Rev. Microbiol. 8, 251-259 (2010).</li><li>Wellington, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+natural+environment+in+the+emergence+of+antibiotic+resistance+in+Gram-negative+bacteria.">The role of the natural environment in the emergence of antibiotic resistance in Gram-negative bacteria.</a> Lancet Infect. Dis. 13 (2), 155-165 (2013).</li><li>Gillings, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mobilization+of+a+Tn402-like+class+1+integron+with+a+novel+cassette+array+via+flanking+miniature+inverted-repeat+transposable+element-like+structures.">Mobilization of a Tn402-like class 1 integron with a novel cassette array via flanking miniature inverted-repeat transposable element-like structures.</a> Appl. Env. Microbiol. 75 (18), 6002-6004 (2009).</li><li>Graham, D. W., Collignon, P., Davies, J., Larsson, D. J., Snape, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Underappreciated+role+of+regionally+poor+water+quality+on+globally+increasing+antibiotic+resistance.">Underappreciated role of regionally poor water quality on globally increasing antibiotic resistance.</a> Env. Sci. Technol. 48 (20), 11746-11747 (2014).</li><li>Perry, J. A., Westman, E. L., Wright, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+antibiotic+resistome:+what's+new.">The antibiotic resistome: what's new.</a> Curr. Opinion Microbiol. 21, 45-50 (2014).</li><li>Lorenz, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymerase+chain+reaction:+basic+protocol+plus+troubleshooting+and+optimization+strategies.">Polymerase chain reaction: basic protocol plus troubleshooting and optimization strategies.</a> J. Vis. Exp. 63, e3998-e3998 (2011).</li><li>Gillings, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Extraction+of+PCR-Competent+DNA+from+Recalcitrant+Environmental+Samples.">Rapid Extraction of PCR-Competent DNA from Recalcitrant Environmental Samples.</a> Env. Microbiol. 1096, 17-23 (2014).</li><li>Sajjad, A., Holley, M. P., Labbate, M., Stokes, H., Gillings, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preclinical+class+1+integron+with+a+complete+Tn402-like+transposition+module.">Preclinical class 1 integron with a complete Tn402-like transposition module.</a> Appl. Env. Microbiol. 77 (1), 335-337 (2011).</li><li>Wright, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibiotic+resistance+in+the+environment:+A+link+to+the+clinic.">Antibiotic resistance in the environment: A link to the clinic.</a> Curr. Opinion Microbiol. 13 (5), 589-594 (2010).</li><li>Stokes, H., Nesbo, C., Holley, M., Bahl, M., Gillings, M., Boucher, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Class+1+integrons+predating+the+association+with+Tn402.-like+transposition+genes+are+present+in+a+sediment+microbial+community.">Class 1 integrons predating the association with Tn402.-like transposition genes are present in a sediment microbial community.</a> Journal of Bacteriology. 188, 5722-5730 (2006).</li><li>Lane, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nucleic Acid Techniques in Bacterial Systematics. , 115-175 (1991).</li><li>Holmes, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombination+activity+of+a+distinctive+integron-gene+cassette+system+associated+with+stutzeri.+populations+in+soil.">Recombination activity of a distinctive integron-gene cassette system associated with stutzeri. populations in soil.</a> Journal of Bacteriology. 185, 918-928 (2003).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren relevant.

Die Identifizierung von Integrons und ihre zugehörigen Gen-Kassetten ist potentiell ein Schlüsselschritt bei der Vorhersage der Entstehung von neuen opportunistischen Erregern, Tracking Wege für Krankheitserreger in die menschliche Nahrungskette, und die Identifizierung neuer Widerstand und Virulenzdeterminanten 8,21,26. Das Ziel dieser Arbeit war es, einen optimierten Ansatz für das Screening von Proben für die Klasse 1 Integrons, Charakterisierung ihrer Kassette Arrays und Identifizierung der Bakterien...

Die Entdeckung der Antibiotika war eine der größten wissenschaftlichen Errungenschaften des 20. Jahrhunderts. Allerdings hat der Gebrauch und Missbrauch von Antibiotika, um der raschen Entwicklung von Antibiotika-resistenten Bakterien geführt, und diese nun eine ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit in das 21. Jahrhundert. Der Aufstieg der Bakterienstämme resistent gegen die meisten Behandlungsmöglichkeiten eröffnet die Möglichkeit, betreten wir eine Ära, in der antimikrobiellen Arzneimitteln nicht mehr wirksam sind 1,2. Die genetische Maschinerie, die Antibiotika-Resistenz ist ein altes System, Zeit vor Menschen und antibiotischen Selektionsdruck durch Millionen von Jahren 3. Mobile genetische Elemente, wie Plasmiden, Transposons, genomische Inseln integrative konjugativen Elemente und Integrons kann Antibiotikaresistenzgenen (ARG) innerhalb und zwischen den Bakterienspezies 4 verbreiten. Von diesen wurden Integrons eine zentrale Rolle bei der Verbreitung von ARG trotz der spielte,Tatsache, dass sie verlassen sich auf Plasmide und Transposons für die Mobilisierung und das Einsetzen in bakterielle Genome 5. Integrons erfassen Genkassetten mit einem Integron-Integrase und dann zum Ausdruck Kassetten unter Verwendung eines Promotors codiert Integron 6,7 (Abbildung 1). Integron Genkassetten sind kleine mobile Elemente aus einzelnen offenen Leserahmen (ORF), deren Produkte Resistenz gegenüber Antibiotika oder Desinfektionsmittel 8. Klasse 1 Integrons die Integrons am häufigsten aus klinischen Isolaten 5, wo sie zusammen über 130 verschiedene Antibiotikaresistenzgen Kassetten 9 erfasst gewonnen. Die Verbreitung der Klasse 1 Integrons in menschliche assoziierten kommen und pathogenen Bakterien erzeugt menschlichen Abfallströme, die eine große Zahl von diesen genetischen Elemente 10 enthalten. Schätzungsweise 10 19 Bakterien, die Klasse 1 Integrons enthalten, werden über Klärschlamm pro Jahr i freigegebenn Großbritannien 11. Es ist daher nicht verwunderlich, dass der Klasse 1 Integrons verleihen Antibiotikaresistenzen werden nun in Mikrobiota von wilden Vögel, Fische und andere einheimische Tierwelt 12-14 erkannt. Loslassen Integrons wieder an die Umgebung stellt eine erhebliche Bedrohung der öffentlichen Gesundheit, da Akquisition neuer Gen-Kassetten und komplexe Umlagerungen mit anderen mobilen Elementen auftritt weiterhin, insbesondere in Kläranlagen und anderen Gewässern 15-18. Die natürliche Umwelt wird dann zu einem fruchtbaren Rekrutierungsfeld für neue Resistenzdeterminanten und opportunistische Infektionen 19,20. Novel Integron haltigen Bakterien und neue ARG zurück in die menschliche Gemeinschaft durch verunreinigtes Wasser und Lebensmittel 21,22 umrunden. Überwachung der Umwelt ARG ist eine Schlüsselstrategie für das Verständnis und die Verwaltung Antibiotikaresistenz in der Zukunft 23. Insbesondere sollten ihr Augenmerk auf Nahrungsmittel zu achten, die roh gegessen werden oderleicht gekocht, denn diese stellen die größte Bedrohung für die Übertragung von neuen mobilen Elementen und Krankheitserreger. In diesem Protokoll einen optimierten Ansatz zur Erfassung, Identifizierung und Charakterisierung der Klasse 1 Integrons und ihre zugehörigen Genkassetten in Lebensmitteln werden skizziert (Abbildung 2). Verwendung einer Kombination von Kultivierung und Polymerasekettenreaktion (PCR) kann Integrons schnell komplexe Bakteriengemeinschaften und individuellen Isolaten nachgewiesen werden. Verfahren zum Identifizieren der Arten von Bakterien und die Konformation und die Identität der Integron assoziierten Genkassetten werden angegeben. Das Verfahren eignet sich für eine breite Palette von pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln, und Beispiele für typische Arbeitsabläufe sind für jede dieser Arten von Lebensmitteln gegeben.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>GoTaq Colourless Mastermix</td>
			<td>Promega</td>
			<td>M7132</td>
			<td>Used in all PCRs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNAse (Ribonuclease A from bovine pancreas)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>R6513-10MG</td>
			<td>Used in all PCRs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HinFI restriction enzyme</td>
			<td>Promega</td>
			<td>R6201</td>
			<td>Used to digest 16S rDNA PCR poducts. Enzyme comes with optimal buffer and BSA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 bp ladder</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>27400701</td>
			<td>Used as a size standard on all agarose gels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GelRed DNA stain</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>41003</td>
			<td>CAUTION: Personal protection must be worn when handling this material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Guanidinium Thiocyanate</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM9422</td>
			<td>CAUTION: Personal protection must be worn when handling this material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CLS-TC Solution</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>6540409</td>
			<td>Resuspension solution used at the begining of the genomic DNA extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lysing Matrix E FastPrep tubes</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>116914500</td>
			<td>Tube required for mechanical disruption of bacterial cell walls. This code is used for packs of 500 tubes, smaller quantities are available.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>binding matrix</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>116540408</td>
			<td>Diluted 1:5 with 6M guanidinium thiocyanate and used in the genomic DNA extraction method.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Prep machine</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>Number of options available</td>
			<td>MP Biomedicals has a number of FastPrep machines available to purchase. Visit http://www.mpbio.com for more information</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

screening foodstuffs for class 1 integrons and gene cassettes

Antibiotic resistance is one of the greatest threats to health in the 21st century. Acquisition of resistance genes via lateral gene transfer is a major factor in the spread of diverse resistance mechanisms. Amongst the DNA elements facilitating lateral transfer, the class 1 integrons have largely been responsible for spreading antibiotic resistance determinants amongst Gram negative pathogens. In total, these integrons have acquired and disseminated over 130 different antibiotic resistance genes. With continued antibiotic use, class 1 integrons have become ubiquitous in commensals and pathogens of humans and their domesticated animals. As a consequence, they can now be found in all human waste streams, where they continue to acquire new genes, and have the potential to cycle back into humans via the food chain. This protocol details a streamlined approach for detecting class 1 integrons and their associated resistance gene cassettes in foodstuffs, using culturing and PCR. Using this protocol, researchers should be able to: collect and prepare samples to make enriched cultures and screen for class 1 integrons; isolate single bacterial colonies to identify integron-positive isolates; identify bacterial species that contain class 1 integrons; and characterize these integrons and their associated gene cassettes.

Screening von Mischkulturen und bakteriellen Isolate intI1 Primer-Set HS463a / HS464 PCR kann verwendet werden, um das Vorhandensein von der Klasse 1 Integron-Integrase-Gen, intI1 (Abbildung 1) zu erkennen. Diese Primer-Set eignet sich gut zur Erfassung intI1 in Mischkulturen, und wird auch verwendet, um Bakterienkolonien von Verteilerhaube (Abbildung 2) geerntet Bildschirm. Positive Isolate sollte eine einzige starke Bande bei 471 bp mit dies...

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Screening Foodstuffs for Class 1 Integrons and Gene Cassettes

This protocol describes the detection of class 1 integrons and their associated gene cassettes in foodstuffs.

Screening-Lebensmittel, die für Klasse 1 und Integrons Genkassetten

Antibiotic resistance is one of the greatest threats to health in the 21st century. Acquisition of resistance genes via lateral gene transfer is a major ...

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Research

JoVE Journal

Environment

8.9K Aufrufe.  Macquarie University. This protocol describes the detection of class 1 integrons and their associated gene cassettes in foodstuffs. 

Serie: Screening Foodstuffs for Class 1 Integrons and Gene Cassettes

Transient Gene Expression in Tobacco using Gibson Assembly and the Gene Gun

In order to target a single protein to multiple subcellular organelles, plants typically duplicate the relevant genes, and express each gene separately using complex regulatory strategies including differential promoters and/or signal sequences. Metabolic engineers and synthetic biologists interested in targeting enzymes to a particular organelle are faced with a challenge: For a protein that is to be localized to more than one organelle, the engineer must clone the same gene multiple times. This work presents a solution to this strategy: harnessing alternative splicing of mRNA. This technology takes advantage of established chloroplast and peroxisome targeting sequences and combines them into a single mRNA that is alternatively spliced. Some splice variants are sent to the chloroplast, some to the peroxisome, and some to the cytosol. Here the system is designed for multiple-organelle targeting with alternative splicing. In this work, GFP was expected to be expressed in the chloroplast, cytosol, and peroxisome by a series of rationally designed 5&#8217; mRNA tags. These tags have the potential to reduce the amount of cloning required when heterologous genes need to be expressed in multiple subcellular organelles. The constructs were designed in previous work11, and were cloned using Gibson assembly, a ligation independent cloning method that does not require restriction enzymes. The resultant plasmids were introduced into Nicotiana benthamiana epidermal leaf cells with a modified Gene Gun protocol. Finally, transformed leaves were observed with confocal microscopy.

This work describes a novel method for selectively targeting subcellular organelles in plants, assayed using the BioRad Gene Gun.

Transient Gene Expression in Tabak mit Gibson Versammlung und die Gene Gun

In order to target a single protein to multiple subcellular organelles, plants typically duplicate the relevant genes, and express each gene separately ...

Forschung

Umwelt

Semi-High Throughput Screening for Potential Drought-tolerance in Lettuce (Lactuca sativa) Germplasm Collections

This protocol describes a method by which a large collection of the leafy green vegetable lettuce (Lactuca sativa L.) germplasm was screened for likely drought-tolerance traits. Fresh water availability for agricultural use is a growing concern across the United States as well as many regions of the world. Short-term drought events along with regulatory intervention in the regulation of water availability coupled with the looming threat of long-term climate shifts that may lead to reduced precipitation in many important agricultural regions has increased the need to hasten the development of crops adapted for improved water use efficiency in order to maintain or expand production in the coming years. This protocol is not meant as a step-by-step guide to identifying at either the physiological or molecular level drought-tolerance traits in lettuce, but rather is a method developed and refined through the screening of thousands of different lettuce varieties. The nature of this screen is based in part on the streamlined measurements focusing on only three water-stress indicators: leaf relative water content, wilt, and differential plant growth following drought-stress. The purpose of rapidly screening a large germplasm collection is to narrow the candidate pool to a point in which more intensive physiological, molecular, and genetic methods can be applied to identify specific drought-tolerant traits in either the lab or field. Candidates can also be directly incorporated into breeding programs as a source of drought-tolerance traits.

Semi-High Throughput Screening for Potential Drought-tolerance in Lettuce Lactuca sativa Germplasm Collections

This protocol was developed to screen a large germplasm collection of the leafy vegetable lettuce (Lactuca sativa L.) for drought-tolerance, in order to identify a small candidate pool of lettuce for use in physiological, molecular, and genetic studies to identify underlying drought-tolerance traits along with breeding programs.

Semi-High Throughput Screening für potentielle Dürre-Toleranz in Kopfsalat (<em&gt; Lactuca sativa</em&gt;) Keimplasmasammlungen

This protocol describes a method by which a large collection of the leafy green vegetable lettuce (Lactuca sativa L.) germplasm was screened for likely ...

High-throughput Screening of Recalcitrance Variations in Lignocellulosic Biomass: Total Lignin, Lignin Monomers, and Enzymatic Sugar Release

The conversion of lignocellulosic biomass to fuels, chemicals, and other commodities has been explored as one possible pathway toward reductions in the use of non-renewable energy sources. In order to identify which plants, out of a diverse pool, have the desired chemical traits for downstream applications, attributes, such as cellulose and lignin content, or monomeric sugar release following an enzymatic saccharification, must be compared. The experimental and data analysis protocols of the standard methods of analysis can be time-consuming, thereby limiting the number of samples that can be measured. High-throughput (HTP) methods alleviate the shortcomings of the standard methods, and permit the rapid screening of available samples to isolate those possessing the desired traits. This study illustrates the HTP sugar release and pyrolysis-molecular beam mass spectrometry pipelines employed at the National Renewable Energy Lab. These pipelines have enabled the efficient assessment of thousands of plants while decreasing experimental time and costs through reductions in labor and consumables.

Plant cell wall structure and chemistry traits are evaluated to identify ideal feedstocks for biofuels and bio-materials. Standard methods have limitations when applied to large data sets. These high-throughput pretreatment, enzyme saccharification, and pyrolysis-molecular beam mass spectrometry methods compare large numbers of biomass samples with decreased experimental time and cost.

Hochdurchsatz-Screening von Widerspenstigkeit Variationen in Lignocellulose-reicher Biomasse: Gesamt Lignin, Lignin-Monomeren und enzymatische Zuckerfreisetzung

The conversion of lignocellulosic biomass to fuels, chemicals, and other commodities has been explored as one possible pathway toward reductions in the ...

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including Pristionchus pacificus display complex behaviors, the most striking of which is the predation of other nematode larvae. However, as these behaviors are absent in the model organism Caenorhabditis elegans, they have thus far only recently been described in detail along with the development of reliable behavioral assays 1. These predatory behaviors are dependent upon phenotypically plastic but fixed mouth morphs making the correct identification and categorization of these animals essential. In P. pacificus there are two mouth types, the stenostomatous and eurystomatous morphs 2, with only the wide mouthed eurystomatous containing an extra tooth and being capable of killing other nematode larvae. Through the isolation of an abundance of size matched prey larvae and subsequent exposure to predatory nematodes, assays including both "corpse assays" and "bite assays" on correctly identified mouth morph nematodes are possible. These assays provide a means to rapidly quantify predation success rates and provide a detailed behavioral analysis of individual nematodes engaged in predatory feeding activities. In addition, with the use of a high-speed camera, visualization of changes in pharyngeal activity including tooth and pumping dynamics are also possible.

Assaying Predatory Feeding Behaviors in Pristionchus and Other Nematodes

Behavioral assays provide powerful tools for understanding neuronal function. Here we present several protocols for quantifying predatory feeding behavior found in the model nematode Pristionchus pacificus and its relatives. Additionally, we provide methods for analyzing predatory feeding adaptations including mouth structures and teeth.

Die Untersuchung Räuberische Fütterung Behaviors in<em&gt; Pristionchus</em&gt; Und andere Nematoden

This protocol provides multiple methods for the analysis and quantification of predatory feeding behaviors in nematodes. Many nematode species including ...

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

In vitro transactivation bioassays have shown promise as water quality monitoring tools, however their adoption and widespread application has been hindered partly due to a lack of standardized methods and availability of robust, user-friendly technology. In this study, commercially available, division-arrested cell lines were employed to quantitatively screen for endocrine activity of chemicals present in water samples of interest to environmental quality professionals. A single, standardized protocol that included comprehensive quality assurance/quality control (QA/QC) checks was developed for Estrogen and Glucocorticoid Receptor activity (ER and GR, respectively) using a cell-based Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET) assay. Samples of treated municipal wastewater effluent and surface water from freshwater systems in California (USA), were extracted using solid phase extraction and analyzed for endocrine activity using the standardized protocol. Background and dose-response for endpoint-specific reference chemicals met QA/QC guidelines deemed necessary for reliable measurement. The bioassay screening response for surface water samples was largely not detectable. In contrast, effluent samples from secondary treatment plants had the highest measurable activity, with estimated bioassay equivalent concentrations (BEQs) up to 392 ng dexamethasone/L for GR and 17 ng 17&#946;-estradiol/L for ER. The bioassay response for a tertiary effluent sample was lower than that measured for secondary effluents, indicating a lower residual of endocrine active chemicals after advanced treatment. This protocol showed that in vitro transactivation bioassays that utilize commercially available, division-arrested cell &#34;kits&#34;, can be adapted to screen for endocrine activity in water.

Screening for Endocrine Activity in Water Using Commercially-available In Vitro Transactivation Bioassays

A protocol to screen for endocrine activity in organic extracts of water samples, including treated wastewater effluent and surface (receiving) water, was adapted using commercially available division-arrested ("freeze and thaw") in vitro transactivation bioassays.

Screening für Endokrine Aktivität in Wasser unter Verwendung von handelsüblichen<em&gt; In Vitro</em&gt; Trans Biotests

In vitro transactivation bioassays have shown promise as water quality monitoring tools, however their adoption and widespread application has been ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

The protocol below describes the methodology for: microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastic and chemical identification of particles. This protocol is in line with the recommendations for microplastics monitoring published by the MSFD Technical Subgroup on Marine Litter.

Protokoll für die Mikroplastik Probenahme auf der Meeresoberfläche und Probenanalyse

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment during manufacturing and transport. Because of their environmental persistence, they are widely distributed in the oceans and on beaches all over the world. They can act as a vector of potentially toxic organic compounds (e.g., polychlorinated biphenyls) and might consequently negatively affect marine organisms. Their possible impacts along the food chain are not yet well understood. In order to assess the hazards associated with the occurrence of plastic pellets in the marine environment, it is necessary to develop methodologies that allow for rapid determination of associated organic contaminant levels. The present protocol describes the different steps required for sampling resin pellets, analyzing adsorbed organochlorine pesticides (OCPs) and identifying the plastic type. The focus is on the extraction of OCPs from plastic pellets by means of a pressurized fluid extractor (PFE) and on the polymer chemical analysis applying Fourier Transform-InfraRed (FT-IR) spectroscopy. The developed methodology focuses on 11 OCPs and related compounds, including dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its two main metabolites, lindane and two production isomers, as well as the two biologically active isomers of technical endosulfan. This protocol constitutes a simple and rapid alternative to existing methodology for evaluating the concentration of organic contaminants adsorbed on plastic pieces.

Microplastics act as vector of potentially toxic organic contaminants with unpredictable effects. This protocol describes an alternative methodology for assessing the levels of organochlorine pesticides adsorbed on plastic pellets and identifying the polymer chemical structure. The focus is on pressurized fluid extraction and attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy.

Extraktion von Organochlor-Pestiziden aus Kunststoff-Pellets und Kunststoff-Typ-Analyse

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Extraction and Characterization of Surfactants from Atmospheric Aerosols

Surface-active compounds, or surfactants, present in atmospheric aerosols are expected to play important roles in the formation of liquid water clouds in the Earth&#39;s atmosphere, a central process in meteorology, hydrology, and for the climate system. But because specific extraction and characterization of these compounds have been lacking for decades, very little is known on their identity, properties, mode of action and origins, thus preventing the full understanding of cloud formation and its potential links with the Earth&#39;s ecosystems.
In this paper we present recently developed methods for 1) the targeted extraction of all the surfactants from atmospheric aerosol samples and for the determination of 2) their absolute concentrations in the aerosol phase and 3) their static surface tension curves in water, including their Critical Micelle Concentration (CMC). These methods have been validated with 9 references surfactants, including anionic, cationic and non-ionic ones. Examples of results are presented for surfactants found in fine aerosol particles (diameter &#60;1 &#956;m) collected at a coastal site in Croatia and suggestions for future improvements and other characterizations than those presented are discussed.

Methods are presented for the targeted extraction of surfactants present in atmospheric aerosols and the determination of their absolute concentrations and surface tension curves in water, including their Critical Micelle Concentration (CMC).

Die Extraktion und Charakterisierung von Tensiden aus Atmosphärische Aerosole

Surface-active compounds, or surfactants, present in atmospheric aerosols are expected to play important roles in the formation of liquid water clouds in ...

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

Barnacles are marine crustaceans with a sessile adult and free-swimming, planktonic larvae. The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is particularly relevant as a model for the studies of osmoregulatory mechanisms because of its extreme tolerance to low salinity. It is also widely used as a model of settling biology, in particular in relation to antifouling research. However, natural seasonal spawning yields an unpredictable supply of cyprid larvae for studies. A protocol for the all-year-round culturing of B. improvisus has been developed and a detailed description of all steps in the production line is outlined (i.e., the establishment of adult cultures on panels, the collection and rearing of barnacle larvae, and the administration of feed for adults and larvae). The description also provides guidance on troubleshooting and discusses critical parameters (e.g., the removal of contamination, the production of high-quality feed, the manpower needed, and the importance of high-quality seawater). Each batch from the culturing system maximally yields roughly 12,000 nauplii and can deliver four batches in a week, so up to almost 50,000 larvae per week can be produced. The method used to culture B. improvisus is, probably, to a large extent also applicable to other marine invertebrates with free-swimminglarvae. Protocols are presented for the dissection of various tissues from adults as well as the production of high-quality RNA for studies on gene expression. It is also described how cultured adults and reared cyprids can be utilized in a wide array of experimental designs for examining gene expression in relation to external factors. The use of cultured barnacles in gene expression is illustrated with studies of possible osmoregulatory roles of Na+/K+ ATPase and aquaporins.

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is a model for studying osmoregulation and antifouling. However, natural seasonal spawning yields an unpredictable supply of cyprid larvae. Here, a protocol for the all-year-round culturing of B. improvisus is described, including the production of larvae. The use of cultured barnacles in gene expression studies is illustrated.

Die Barnacle Balanus Improvisus als Marine Modell - Kultivierung und Genexpression

Barnacles are marine crustaceans with a sessile adult and free-swimming, planktonic larvae. The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is particularly ...

Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes-Mediated Transformation of Potato and the Promoter Activity of a Suberin Gene by GUS Staining

Agrobacterium sp. is one of the most widely used methods to obtain transgenic plants as it has the ability to transfer and integrate its own T-DNA into the plant&#39;s genome. Here, we present two transformation systems to genetically modify potato (Solanum tuberosum) plants. In A. tumefaciens transformation, leaves are infected, the transformed cells are selected and a new complete transformed plant is regenerated using phytohormones in 18 weeks. In A. rhizogenes transformation, stems are infected by injecting the bacteria with a needle, the new emerged transformed hairy roots are detected using a red fluorescent marker and the non-transformed roots are removed. In 5-6 weeks, the resulting plant is a composite of a wild type shoot with fully developed transformed hairy roots. To increase the biomass, the transformed hairy roots can be excised and self-propagated. We applied both Agrobacterium-mediated transformation methods to obtain roots expressing the GUS reporter gene driven by a suberin biosynthetic gene promoter. The GUS staining procedure is provided and allows the cell localization of the promoter induction. In both methods, the transformed potato roots showed GUS staining in the suberized endodermis and exodermis, and additionally, in A. rhizogenes transformed roots the GUS activity was also detected in the emergence of lateral roots. These results suggest that A. rhizogenes can be a fast alternative tool to study the genes that are expressed&#160;in roots.

Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes-Mediated Transformation of Potato and the Promoter Activity of a Suberin Gene by GUS Staining

Here, we present two protocols to transform potato plants. The Agrobacterium tumefaciens transformation leads to a complete transgenic plant while the Agrobacterium rhizogenes produces transgenic hairy roots in a wild type shoot that can be self-propagated. We then detect promoter activity by GUS staining in the transformed roots.

Agrobacterium Tumefaciens und Agrobacterium Rhizogenes-vermittelte Umwandlung der Kartoffel und die Promotoraktivität eines Suberin-Gens durch GUS Staining

Agrobacterium sp. is one of the most widely used methods to obtain transgenic plants as it has the ability to transfer and integrate its own T-DNA into ...