Verbesserte Extraktion von niedermolekularer DNA aus Abwasser zur umfassenden Bewertung von Antibiotikaresistenzen

Wir interessieren uns für die Evolution, Übertragung und molekularen Mechanismen, die der Antibiotikaresistenz zugrunde liegen. Die Arbeit, die in dieses Papier einfließt, entspringt unserem Interesse an Umweltresistenz. Derzeit versuchen wir, eine lokale Datenbank aufzubauen, um die räumliche zeitliche Variation der Antibiotikaresistenz anhand von Daten aus einem Jahr zu verfolgen.

Eine Kombination aus kulturbasierten Techniken und Genomik wird verwendet, um antimikrobielle Resistenzen zu erkennen und zu überwachen. Die DNA aus Proben wird einer PCR- oder Shotgun-Sequenzierung unterzogen, um ein Profil der mikrobiellen Vielfalt zu erstellen und Resistenzgene nachzuweisen. Darüber hinaus werden Metabarcoding und genbasierte AMR-Panels für die fortschrittliche AMR-Erkennung verwendet.

Es ist bekannt, dass fragmentierte DNA mit niedrigem Molekulargewicht ein Reservoir für AMR-Gene ist, aber es wurde wenig Wert auf die Entwicklung von Methoden gelegt, die speziell für die Extraktion von linearer und niedermolekularer DNA mit hoher Ausbeute entwickelt wurden. Unsere Arbeit konzentriert sich darauf, diese Lücke zu schließen. Unser Protokoll führt einen einfachen Vorverarbeitungsschritt ein, um den Anteil der aus dem Abwasser extrahierten DNA mit niedrigem Molekulargewicht anzureichern.

Dadurch werden umweltbedingte AMR in ihrer Gesamtheit erfasst, ohne freie DNA-Fraktionen auszuschließen. Dieses Protokoll kann mit etwas mehr Arbeit zu einer kit-freien Methode weiterentwickelt werden. Dies wiederum ebnet den Weg für die Entwicklung kostengünstiger Techniken zur Abscheidung von umweltbedingten AMR.

Wir wollen über die Mutationsresistenz hinausgehen und den Beitrag nicht-genetischer Mechanismen zur Antibiotikaresistenz untersuchen. Wir sind insbesondere daran interessiert, die relativen Beiträge von horizontalem Gentransfer und genomischen Mutationen zur Anpassung an Antibiotika in verschiedenen Umgebungen zu vergleichen.