مطالعه ژن‌‌های clbB وclbN در ایزوله‌‌های E.coli جدا شده از سبزیجات آبیاری شده با آب‌‌های سطحی و پسماندهای شهری
محورهای موضوعی : میکروب شناسی
سمیرا صادقیان
1
(کارشناسی، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران. )
محسن زرگر
2
(استاد، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد قم، دانشگاه آزاد اسلامی، قم، ایران. )
شهلا محمدگنجی
3
(دانشیار، گروه پزشکی مولکولی، پژوهشکده بیوتکنولوژی پزشکی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران)
کلید واژه: E.coli, clbB, clbN, سبزیجات, پسماندهای شهری, آب‌‌های سطحی.,
چکیده مقاله :
هدف: یکی از فاکتورهای ایجاد سرطان کلورکتال، عفونت با سویه خاصی از اشریشیاکلی (E.coli) واجد جزیره ژنومی PKS دارای دو ژن clbB و clbN می‌‌باشد. یکی از راه‌‌های آلودگی باکتریایی انسان، مصرف سبزیجات آبیاری شده با آب آلوده به باکتری است. این دو ژن با تولید توکسین کلی باکتین، باعث فعال شدن مسیر انتقال پیام و شکست و جهش DNA و تومورزایی می‌‌گردند. هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی ژن‌‌های clbB و clbN در اشریشیاکلی جدا شده از سبزیجات آبیاری شده با آب‌‌های سطحی و پسماندهای شهری می‌‌باشد. مواد و روش‌‌ها: سبزیجات آبیاری شده با آب‌‌های سطحی، چاه و پسماندهای شهری از سه منطقه تهران جمع‌آوری شدند. باکتری‌‌های E.coli آنها جداسازی و شناسایی و تأیید گردیدند. سپس آزمایش PCR برای ژن‌‌های clbB و clbN تمامی باکتری‌‌های E.coli جدا شده انجام شد. یافته‌‌ها: نتایج میکروبی و بیوشیمیایی بدست آمده، تاییدکننده باکتری‌‌های E.coli ایزوله شده از سبزیجات مورد بررسی بود. نتایج مولکولی نشان داد بیشترین و کمترین فراوانی برای نمونه‌‌هایی که همزمان حاوی هر دو ژن مورد مطالعه بودند، مربوط به سبزیجات آبیاری شده با پسماندهای شهری و سبزیجات آبیاری شده با آب چاه می‌‌باشد (P≤0.05). این نتیجه در مورد سبزیجات هر سه منطقه مورد مطالعه تقریباً مشابه بود. نتیجه‌گیری: با توجه به فراوانی بالای باکتری‌‌های E.coli ایزوله شده از سبزیجات آبیاری شده با پسماندهای شهری و به منظور جلوگیری از عفونت باکتریایی و بالتبع آن سرطان کلورکتال، ضدعفونی کامل سبزیجات و عدم آبیاری سبزیجات مناطق با پسماندها پیشنهاد می‌‌شود. کلیدواژه‌ها: E.coli، clbB، clbN، سبزیجات، پسماندهای شهری، آب‌‌های سطحی.
Objective: One of the factors causing colorectal cancer is infection with a specific strain of Escherichia coli (E.coli) that has a PKS genomic island with two clbB and clbN genes. One of the ways of human bacterial contamination is to consume vegetables irrigated with water contaminated with bacteria. These two genes cause the activation of the message transmission pathway and the DNA mutation and tumorigenesis by producing the toxin Bactin. The main aim of the present study is to investigate clbB and clbN genes in Escherichia coli isolated from vegetables irrigated with surface water and urban waste. Materials and methods: Vegetables irrigated with surface water, well and urban waste were collected from three regions of Tehran. Their E.coli bacteria were isolated and identified and confirmed. Then, PCR test was performed for clbB and clbN genes of all isolated E.coli bacteria. Findings: The obtained microbial and biochemical results confirmed the E.coli bacteria isolated from the investigated vegetables. The molecular results showed that the highest and lowest frequencies for the samples that simultaneously contained both studied genes were related to vegetables irrigated with urban waste and vegetables irrigated with well water (P≤0.05). This result was almost the same for the vegetables of all three studied regions. Conclusion: Considering the high frequency of E.coli bacteria isolated from vegetables irrigated with municipal waste and in order to prevent bacterial infection and consequently colorectal cancer, complete disinfection of vegetables and non-irrigation of vegetables in areas with waste are suggested. Keywords: E.coli, clbB, clbN, Vegetables, Urban waste, Surface water.
1. Atoui AK, Mansouri A, Boskou G & Kefalas P.Tea and herbal infusions:Their antioxidant activity and phenolic profile. Food chem. 2005; 89(1): 27-36.
2. Zhang D & Hamauzu Y. Phenolics,ascorbic acid,carotenoids and antioxidant activity of broccoli and their changes during conventional and microwave cooking. Food chem. 2004; 88(4): 503-9.
3. De Roever C. Microbiological safety evaluations and recommendations on fresh produce. Food control. 1998; 9(6): 321-47.
4. Al-Nakshabandi GA, Saqqar MM, Shatanawi MR, Fayyad M & Al- Horani H. Some environmetal problems accociated with the use of treated wavewater for irrigation in Jordan. Jornal of Agricultural water managment. 1997; 34: 81-94.
5. Toze S. Reuse of effluent water (benefit and risks). Agricultural water managment. 2006; 80: 147-159.
6. Dastjani Farahani F, Mohammad Ganji S & Sohrabi M. Study of reltionship between a specific strain of E.coli and coloractal cancer. Iran J Med Microbiol. 2015; 9(2): 26-31.
[in persian]
7. Escherichia coli (E.coli). National Center for Emerging and Zoonotic Infections Diseases (IU.S.). September 2016. CS267331-A. URL= https://stacks.cdc.gov/view/cdc/43339
8. Madigan MT & Martinko JM. Brock Biology of microorganisms. Pearson, 2006, 11th ed.
9. Nougayrede J-P, Homburg S, Taieb F, Boury M, Brzuszkiewicz E, Gottschalk G & et al. Escherishia coli induces DNA double-strand breaks in eukaryotic cells. Science. 2006; 313(5788): 848-851.
10. Putze J, Hennequin C, Nougayrede J-P, Zhang W, Homburg S, Karch H & et al. Genetic structure and distribution of the colibactin genomic island among members of the family Enterobacteriaceae. Infection and immunity. 2009; 77(11).
11. Guerra L, Guidi R & Frisan T. Do bacterial genotoxins contribute to chronic inflammation, genomic instability and tumor progression? Febs Journal. 2011; 278(23): 4577-588.
12. Brotherton CA & Balskus EP. A prodrug resistance mechanism is involved in colibactin biosynthesis and cytotoxicity. Journal of the American chemical society. 2013; 135(9): 3359-3362.
13. Cuevas-Ramos G, Petit CR, Marcq I, Boury M, Oswald E & Nougayrede J-P. Escherichia coli induces DNA damage in vivo and triggers genomic instability in mammalian cells. Proceedings of the National Academy of sciences. 2010; 107(25): 11537-542.
14. Najafzadeh N, Azadi Moghadam-Arani B, Mohammad Ganji S, Behroozi R, Dastjani Farahani F, Mehrabian M & Nougayre`de JP. Molecular Investigation of the E.coli Containing pks Region in the Biopsies of Patients with Inflammatory Bowel Diseases. Merit Research Journal of Medicine and Medical Sciences. 2015; 3(5).
15. Arthur JC, Perez-Chanona E, Mhlbauer M, Tomkouich S, Uronis J.M, Fan T-J & et al. Intestinal inflammation targets cancer-inducing activity of the microbiota. Science. 2012; 338: 120-123.
16. Jahani Behnamiri A. Review on reuse programs of the municipal treated in Iran. In:The second national seminar on value & importance of recycled water and wastewater on the managment of water resource; 2010, Mashhad, Iran. [in persian]
17. Dehghani Firoozabady A, Zarei Mahmood Abady H & Ehrampush MH. Investigation on industrial waste waters Reuse of Industrial Towns for Agricultural and Irrigation uses (case study :Treatment plant of Jahan abad MeybodIndustrial Town). Journal of TOLOO E BEHDASHT. 2014; 16(3): 46-55. [in persian]
18. Molavi H & Mirzaee F. Feasibility of usage of the industrial waste water in agriculture and green space (Case study:Treatment plant of industrial city Alborz in Qazvin province). In: The second national seminar on value & importance of recycled water and waste water on the management of water resource; 2010 oct.20, Mashhad, Iran. [in persian]
19. Aiello R, Cirelli GL & Consoli S. Effects of reclaimed wastewater irrigation on soil and tomato fruits.a case study in sicily (Italy). Agricultural water management. 2007; 93(1-2): 65-72.
20. Kalavrouziotis IK, Robolas P, Koukou Lakis PH & Papadopoulos AH. Effects of municipal reclamed wastewater on the macro-and-micro-elements status of soil and of Brossica oleracea Var.Italica, and B. Oleracea Var-Gemmifera Agricultural water managemant. 2008; 95(4): 419-26.
21. Natvig EE, Ingham SG, Ingham BH, Cooperband LR & Roper TR. Salmonella enterica serovar Typhimurium and Escherichia coli Contamination of root and leaf vegetables grown in soils with incorporated bovine manure. Applied and Environmental microbiology. 2002; 68(6): 2737-44.
22. Scldaferri F & Fiocchi C. Inflammatory bowl disease:progress and current concepts of etiopathogenesis. J Dig Dis. 2007; 102: 29-31.
23. Johnson JR & Russo TA. Extraintestinal pathogenic Escherichia coli: The other bad E coli. Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 2002; 139(3): 155-62.
24. Antunes LC, McDonald JA, Schroeter K, Carlucci C, Ferreira RB, Wang M & et al. Antivirulence Activity of the Human Gut metabolome. mBio. 2014; 5(4).
25. Dalmasso G, Cougnoux A, Delmas J, Darfeuile-Michaud A & Bonnet R.The bacterial genotoxin colibactin promotes colon tumor growth by modifying the tumor microenvirinment. Gut Microbes. 2014; 5(5): 675-80.