探討鎘、銅和氧化銅奈米粒子對細菌接合作用之影響
學生姓名:
施淯婷
指導教授:
林泓廷
學期:
112下
摘 要:
抗生素抗藥性已成為全球公共衛生的問題，先前研究指出重金屬離子與奈米粒子可能會促進水平基因轉移，使得抗生素抗藥性基因 (Antibiotic resistance gene, ARG) 更廣泛的被傳播。因此，本研究將探討細菌生存在重金屬(鎘、銅和氧化銅奈米粒子)環境下，對接合作用 (Conjugation) 之影響，使用質體 RP4 來觀察其在細菌之間的傳播，三篇文獻中皆發現暴露在亞抑制濃度 (Sub-inhibitory concentrations) 的重金屬離子或奈米粒子下，接合頻率(Conjugation transfer, f) 顯著上升，其中又以氧化銅奈米粒子的影響最為顯著，以穿透式電子顯微鏡 (Transmission electron microscopy, TEM) 觀測細胞型態，發現細胞會受到重金屬離子或奈米粒子的破壞，這是由於暴露於重金屬溶液中重金屬離子與奈米粒子會使得細胞內 ROS 產量增加所導致，表示細胞膜通透性上升；暴露在鎘離子濃度 10mg/L 和 100 mg/L 下，與接合作用相關的基因 (trf Ap 和 trf Bp) 表現量上升， 而暴露在 5 µmol/L 的銅離子或氧化銅奈米粒子下與 ROS 生成、細胞膜通透性和菌毛形成相關的基因以及蛋白質表現量均顯著提升，這些皆證實了，接合頻率的上升與重金屬濃度有關。接著觀察抗生素抗藥性的差別，當質體 RP4 傳播到受體菌株中，能夠大幅提高接合株 (transconjugant) 的 MIC 值，顯示了質體中攜帶的抗藥性基因是能藉由接合作用來傳播的。因此，未來對重金屬廢棄物需要有更有效的管理，並建立完善的監測系統去追蹤抗藥性基因的傳播，以減少其對公共衛生環境的潛在危害。
施淯婷.pdf