The occurrence of antimicrobial residues and antimicrobial resistance genes in urban drinking water and sewage in Southern Brazil

Antimicrobial resistance (AMR) is currently discussed as an important issue worldwide, and the presence of antimicrobial residues (ARs) and antimicrobial resistance genes (ARGs) in the environment, especially in the water sources, is a challenge for public health. This study was conducted to evaluate the occurrence and diversity of AR and ARG in water sources from an urban center, in Southern Brazil. A total of thirty-two water samples from drinking water treatment plants (24) and sewage systems (8) were collected during two annual samplings, winter and summer. The PCR was performed by 18 ARGs, and the detection of 47 ARs was performed by LC–MS/MS. All sewage samples presented carbapenemases, ESBL, and mcr-1 genes as well as quinolones and sulfamethoxazole residues. In drinking water, we just detected blaTEM and tetB genes and doxycycline residues in samples before treatment. This study provides data about AR and ARG in drinking water and sewage systems showing that these sources are important reservoirs of both. The limited effectiveness of wastewater treatment processes to remove mainly AR demonstrates the need to implement better protocols of disinfection, in order to limit the spread of AMR in the environment

Estudo da produção de transglutaminase em Bacillus megaterium sp. DSM 32

Transglutaminase (EC 2.3.2.13) faz parte da família de enzimas que catalisam ligações cruzadas entre grupos carboxiamida de resíduos glutamina, que atuam como doadores acil, e uma variedade de aminas primárias, incluindo o grupo amino de lisinas. Levando em consideração a sua importância na indústria de alimentos, é significativo a descoberta de novas fontes de transglutaminase, principalmente a transglutaminase microbiana, que não depende do íon Ca2+ para seu funcionamento. No presente trabalho estudou-se o Bacillus megaterium como sendo uma possível fonte de transglutaminase. O microrganismo foi submetido a diferentes meios de cultivo e posteriormente a processo fermentativo em biorreator em estado submerso. O meio que apresentou melhor atividade de transglutaminase foi o meio amido acrescido de 2% de proteína de soja. O processo fermentativo em biorreator teve suas variáveis, como pH, temperatura, aeração e pO2 controlados para aumentar a eficiência de produção da enzima, resultando em uma atividade máxima de 0,0432 U/mL , no tempo de 288h do experimento. A atividade de transglutaminase, durante o experimento, foi relacionada com a quantidade de proteína total, concentração de açúcar redutor, concentração de amido, atividade de protease e biomassa. As próximas etapas deste trabalho envolvem a tentativa de purificação da proteína e identificação do peptídeo por espectrometria de massas. Busca do gene correspondente, clonagem e superexpressão do mesmo. Otimização do meio de cultura, avaliando quais as melhores fontes de carbono, nitrogênio e sais, e por fim, caracterização da enzima, como pH ótimo, temperatura e inibição por metais.Transglutaminase (EC 2.3.2.13) is part of the family of enzymes that catalyze cross-linkages between carboxyamide groups of glutamine residues, which act as acyl donors, and a variety of primary amines, including the amino group of lysines. Taking into account its importance in the food industry, the discovery of new sources of transglutaminase, especially microbial transglutaminase, which does not depend on the Ca 2+ ion for its functioning, is significant. In the present work, Bacillus megaterium was studied as being a possible source of transglutaminase. The microorganism was submitted to different media and then to the fermentation process in a submerged bioreactor. The Growing medium which showed the best transglutaminase activity was the starch medium plus 2% soy protein. The fermentation process in bioreactor had its variables such as pH, temperature, aeration and pO2 controlled to increase the enzyme production efficiency, resulting in a maximum activity of 0.0432 U/ mL, in the 288h time of the experiment. The transglutaminase activity during the experiment was related to the amount of total protein, reducing sugar concentration, starch concentration, protease activity and biomass. The next steps of this work involve the attempt of purification of the protein and identification of the peptide by mass spectrometry. Search of the corresponding gene, cloning and overexpression of the same. Optimization of the culture medium, evaluating the best sources of carbon, nitrogen and salts, and finally, characterization of the enzyme, such as optimum pH, temperature and inhibition by metals

Estudo da produção de transglutaminase em Bacillus megaterium sp. DSM 32

Transglutaminase (EC 2.3.2.13) faz parte da família de enzimas que catalisam ligações cruzadas entre grupos carboxiamida de resíduos glutamina, que atuam como doadores acil, e uma variedade de aminas primárias, incluindo o grupo amino de lisinas. Levando em consideração a sua importância na indústria de alimentos, é significativo a descoberta de novas fontes de transglutaminase, principalmente a transglutaminase microbiana, que não depende do íon Ca2+ para seu funcionamento. No presente trabalho estudou-se o Bacillus megaterium como sendo uma possível fonte de transglutaminase. O microrganismo foi submetido a diferentes meios de cultivo e posteriormente a processo fermentativo em biorreator em estado submerso. O meio que apresentou melhor atividade de transglutaminase foi o meio amido acrescido de 2% de proteína de soja. O processo fermentativo em biorreator teve suas variáveis, como pH, temperatura, aeração e pO2 controlados para aumentar a eficiência de produção da enzima, resultando em uma atividade máxima de 0,0432 U/mL , no tempo de 288h do experimento. A atividade de transglutaminase, durante o experimento, foi relacionada com a quantidade de proteína total, concentração de açúcar redutor, concentração de amido, atividade de protease e biomassa. As próximas etapas deste trabalho envolvem a tentativa de purificação da proteína e identificação do peptídeo por espectrometria de massas. Busca do gene correspondente, clonagem e superexpressão do mesmo. Otimização do meio de cultura, avaliando quais as melhores fontes de carbono, nitrogênio e sais, e por fim, caracterização da enzima, como pH ótimo, temperatura e inibição por metais.Transglutaminase (EC 2.3.2.13) is part of the family of enzymes that catalyze cross-linkages between carboxyamide groups of glutamine residues, which act as acyl donors, and a variety of primary amines, including the amino group of lysines. Taking into account its importance in the food industry, the discovery of new sources of transglutaminase, especially microbial transglutaminase, which does not depend on the Ca 2+ ion for its functioning, is significant. In the present work, Bacillus megaterium was studied as being a possible source of transglutaminase. The microorganism was submitted to different media and then to the fermentation process in a submerged bioreactor. The Growing medium which showed the best transglutaminase activity was the starch medium plus 2% soy protein. The fermentation process in bioreactor had its variables such as pH, temperature, aeration and pO2 controlled to increase the enzyme production efficiency, resulting in a maximum activity of 0.0432 U/ mL, in the 288h time of the experiment. The transglutaminase activity during the experiment was related to the amount of total protein, reducing sugar concentration, starch concentration, protease activity and biomass. The next steps of this work involve the attempt of purification of the protein and identification of the peptide by mass spectrometry. Search of the corresponding gene, cloning and overexpression of the same. Optimization of the culture medium, evaluating the best sources of carbon, nitrogen and salts, and finally, characterization of the enzyme, such as optimum pH, temperature and inhibition by metals

Molecular epidemiology of Escherichia coli isolates from different hosts and the impact of antimicrobial on diferente clones producing MCR-1

O uso de antimicrobianos na produção animal contribui com a pressão seletiva e colabora na expansão de cepas multirresistentes em diferentes ambientes. Já é relatado que os animais de produção atuam como potenciais reservatórios de microrganismos produtores de genes de resistência (ARGs). Dentro deste contexto, a resistência as polimixinas mediada por plasmídeos já foi bem reportada no mundo todo e a habilidade de disseminação do gene mcr-1 precisa ser melhor compreendida. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a epidemiologia molecular de isolados de Escherichia coli mcr-1 positivos e mcr-1 negativos provenientes de diferentes hospedeiros através de três metodologias: MLST, CH Typing e SNPs (Single Nucleotideo Polymorphism). Além disso, buscamos relacionar como o uso de antimicrobianos pode influenciar na expansão clonal de isolados produtores de mcr- 1 nos diferentes nichos ecológicos. Isolados de E. coli mcr-1 positivos (n=6) recuperados de frangos de corte e suínos provenientes de granjas no Rio Grande do Sul tiveram seus genomas comparados com isolados recuperados de bancos de dados públicos (n = 37), sendo 19 produtores de mcr-1 e 18 negativos para o gene, totalizando uma população de 43 isolados. A tipagem MLST apresentou 35 STs , sendo a ST-10 e a ST-101 as de maior frequência com 11,63% e 6,98%, respectivamente. Já a tipagem molecular por CH Typing, apresentou 32 CHs, sendo os tipos mais frequentes as CH 11-25 com 9,30% de frequência, CH 11-0 com 6,98% e CH 29-38 com 6,98%. A análise filogenética utilizando as três metodologias apresentou uma distribuição diversa e concordante ao longo das árvores, onde foi possível observar isolados produtores de mcr-1 intimamente relacionados com isolados negativos para o gene. Além disso, isolados com uma diferença de tempo de 60 anos foram intimamente relacionados, podendo indicar uma disseminação não clonal entre as cepas, sugerindo que a pressão seletiva e eventos recentes de recombinação estão agindo sobre a população. Com base nos dados apresentados acima, e reforçando a ideia de que a permanência de características em uma população depende das forças evolutivas que atuam sobre ela, afirmamos que medidas integrativas apoiadas na abordagem One Health devem ser adotadas como estratégia para reduzir a disseminação de cepas multirresistentes.The use of antimicrobials in animal production can act as selective pressure and corroborate with the expansion of multidrug-resistant strains in different environments. It has already been reported that production animals are potential reservoirs of ARGs (antimicrobial resistance genes) and in spreading these genes by the food chain. In this context, plasmid-mediated colistin resistance has already been reported worldwide and the dispersal ability of the mcr-1 gene must be better understand. So, the objective of this study was to determine the molecular epidemiology of mcr-1 positive and negative Escherichia coli isolates from different hosts through three different methodologies: MLST, CH Typing, and SNPs (Single Nucleotide Polymorphism). Furthermore, it was observed how the use of antimicrobials could impact the clonal expansion of mcr-1 producing isolates in different ecological niches. mcr-1 positive E. coli isolates (n=6) recovered from broilers and pigs from farms in the Rio Grande do Sul had their genomes compared with isolates recovered from public databases (n = 37), being 19 mcr-1 positive and 18 mcr-1 negative totaling a population of 43 isolates. The MLST typing presented 35 single STs, being ST-10 and ST-101 the most frequent, with 11.63% and 6.98%, respectively. The molecular typing by CH Typing presented 32 unique CH, being CH 11-25 9.30%, CH 11-0; 6.98%, and CH 29-38; 6.98% the most frequent types among the 43 isolates. The phylogenetic analysis using the three methodologies showed a heterogeneous and concordant distribution along with the trees, where it was possible to observe mcr-1 producing isolates closely related to negative isolates for the gene. Furthermore, the SNP tree demonstrated that the central genome of these isolates is well conserved, as isolates with a time difference of 60 years were closely related, which may indicate a non-clonal dispersion among the strains, suggesting that selective pressure and recent recombination events are acting on the population. Based on the data presented above, and reinforcing the idea that the permanence of characteristics in a population depends on the evolutionary forces that act on it, we highlight that integrative measures supported by One Health approaches should be adopted as a strategy to minimize the antimicrobial resistance spread

Characterisation of microbial attack on archaeological bone

As part of an EU funded project to investigate the factors influencing bone preservation in the archaeological record, more than 250 bones from 41 archaeological sites in five countries spanning four climatic regions were studied for diagenetic alteration. Sites were selected to cover a range of environmental conditions and archaeological contexts. Microscopic and physical (mercury intrusion porosimetry) analyses of these bones revealed that the majority (68%) had suffered microbial attack. Furthermore, significant differences were found between animal and human bone in both the state of preservation and the type of microbial attack present. These differences in preservation might result from differences in early taphonomy of the bones. © 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved