Une interaction complexe de facteurs influence la propagation des gènes de superbactéries lors du traitement et de la réutilisation des eaux usées.
La combinaison de facteurs de stress chimiques et physiques auxquels les bactéries sont confrontées lors du traitement des eaux usées peut avoir un impact sur le transfert de gènes entre elles. Mais alors que certaines combinaisons de facteurs de stress augmentent considérablement le taux de transfert de gènes, d’autres combinaisons le réduisent, ont découvert les chercheurs de KAUST. Ces résultats pourraient éclairer la conception et la gestion des meilleures pratiques en matière de traitement des eaux usées en vue de leur réutilisation.
À l’échelle mondiale, de nombreuses régions considèrent les eaux usées traitées comme une source d’eau douce potentiellement inestimable. "Dans le cadre de la Vision saoudienne 2030, les taux de réutilisation et de traitement de l'eau doivent être augmentés", déclare Bothayna Al-Gashgari, titulaire d'un doctorat. étudiant du groupe de Peiying Hong, qui a dirigé la recherche. « Il est crucial de faciliter un traitement et une réutilisation sûrs », dit-elle.
Absorption naturelle de l'ADNe par les bactéries
Les bactéries peuvent naturellement absorber les substances extracellulairesADN(ADNe) de leur environnement et intégrer les gènes fonctionnels qu’il contient dans leur génome. Les eaux usées traitées peuvent contenir des bactéries et de l’ADNe à des concentrations relativement élevées. Il peut également exposer les bactéries à des facteurs de stress connus pour améliorer l’absorption et l’intégration de l’ADNe, notamment la lumière UV, les sous-produits chimiques de désinfection et les produits pharmaceutiques.
"Plusieurs études ont mis en évidence l'impact potentiel de facteurs de stress individuels présents dans les eaux usées chlorées sur le transfert horizontal de gènes bactériens", explique Al-Gashgari. Mais dans un environnement réel d’eaux usées, plusieurs facteurs de stress coexistent. « Notre objectif était de comprendre les effets combinés de ces facteurs », explique-t-elle.
Résultats inattendus des combinaisons de facteurs de stress
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que plusieurs facteurs de stress auraient un effet additif sur le taux de transfert de gènes. Étonnamment, une situation bien plus complexe s’est dégagée, dit Hong.
En fonction de leurs modes d'action, certaines combinaisons ont produit une augmentation synergique importante du taux de transfert de gènes, certaines ont eu un effet neutre, tandis que d'autres l'ont diminué.
"Par exemple, lorsqu'un facteur de stress pouvant augmenter la perméabilité de la paroi cellulaire bactérienne, tel que la carbamazépine pharmaceutique, était combiné séquentiellement avec un facteur de stress provoquant des dommages à l'ADN, comme l'irradiation solaire, les deux facteurs de stress avaient un effet synergique", explique Al-Gashgari. « Nous avons également établi que si un facteur de stress interagit de manière néfaste et directe avec l’ADNe – comme le chloroforme – il peut empêcher l’intégration de l’ADN dans le génome bactérien et entraîner un effet antagoniste. »
Cette complexité rend difficile la prévision de l'effet combinatoire de plusieurs facteurs de stress, ce qui complique la capacité d'évaluer si des conséquences involontaires peuvent survenir dans l'environnement de réutilisation en aval, explique Hong. Cependant, les résultats montrent des conclusions claires sur le traitement des eaux usées, dit-elle.
Recommandations pour le traitement des eaux usées
L’objectif principal devrait être de maintenir les bactéries et l’ADNe dans les eaux usées à des concentrations si faibles que le transfert de gènes soit minimisé.
"Nous soutenons que, plutôt que la filtration sur sable, les installations de traitement des eaux usées devraient moderniser les membranes de microfiltration, car elles peuvent éliminer les bactéries et l'ADN extracellulaire à des niveaux qui ne faciliteraient pas la transformation naturelle", explique Hong. "L'installation et l'exploitation d'une microfiltration membranaire coûteraient plus cher que la filtration sur sable, mais nous exhortons les services publics à adopter cette approche de précaution."
Référence : « Impact des produits chimiques et des facteurs de stress physiques sur le transfert horizontal de gènes via la transformation naturelle » par Bothayna Al-Gashgari, David Mantilla-Calderon, Tiannyu Wang, Maria de los Angeles Gomez, Fras Baasher, Daniele Daffonchio, Taous-Meriem Laleg-Kirati et Pei-Ying Hong,Eau naturelle.
DOI : 10.1038/s44221-023-00110-8
Ne manquez jamais une percée :
Suivez-nous suretGoogle Actualités.
Une interaction complexe de facteurs influence la propagation des gènes de superbactéries lors du traitement et de la réutilisation des eaux usées.
La combinaison de facteurs de stress chimiques et physiques auxquels les bactéries sont confrontées lors du traitement des eaux usées peut avoir un impact sur le transfert de gènes entre elles. Mais alors que certaines combinaisons de facteurs de stress augmentent considérablement le taux de transfert de gènes, d’autres combinaisons le réduisent, ont découvert les chercheurs de KAUST. Ces résultats pourraient éclairer la conception et la gestion des meilleures pratiques en matière de traitement des eaux usées en vue de leur réutilisation.
À l’échelle mondiale, de nombreuses régions considèrent les eaux usées traitées comme une source d’eau douce potentiellement inestimable. "Dans le cadre de la Vision saoudienne 2030, les taux de réutilisation et de traitement de l'eau doivent être augmentés", déclare Bothayna Al-Gashgari, titulaire d'un doctorat. étudiant du groupe de Peiying Hong, qui a dirigé la recherche. « Il est crucial de faciliter un traitement et une réutilisation sûrs », dit-elle.
Absorption naturelle de l'ADNe par les bactéries
Les bactéries peuvent naturellement absorber les substances extracellulairesADN(ADNe) de leur environnement et intégrer les gènes fonctionnels qu’il contient dans leur génome. Les eaux usées traitées peuvent contenir des bactéries et de l’ADNe à des concentrations relativement élevées. Il peut également exposer les bactéries à des facteurs de stress connus pour améliorer l’absorption et l’intégration de l’ADNe, notamment la lumière UV, les sous-produits chimiques de désinfection et les produits pharmaceutiques.
"Plusieurs études ont mis en évidence l'impact potentiel de facteurs de stress individuels présents dans les eaux usées chlorées sur le transfert horizontal de gènes bactériens", explique Al-Gashgari. Mais dans un environnement réel d’eaux usées, plusieurs facteurs de stress coexistent. « Notre objectif était de comprendre les effets combinés de ces facteurs », explique-t-elle.
Résultats inattendus des combinaisons de facteurs de stress
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que plusieurs facteurs de stress auraient un effet additif sur le taux de transfert de gènes. Étonnamment, une situation bien plus complexe s’est dégagée, dit Hong.
En fonction de leurs modes d'action, certaines combinaisons ont produit une augmentation synergique importante du taux de transfert de gènes, certaines ont eu un effet neutre, tandis que d'autres l'ont diminué.
"Par exemple, lorsqu'un facteur de stress pouvant augmenter la perméabilité de la paroi cellulaire bactérienne, tel que la carbamazépine pharmaceutique, était combiné séquentiellement avec un facteur de stress provoquant des dommages à l'ADN, comme l'irradiation solaire, les deux facteurs de stress avaient un effet synergique", explique Al-Gashgari. « Nous avons également établi que si un facteur de stress interagit de manière néfaste et directe avec l’ADNe – comme le chloroforme – il peut empêcher l’intégration de l’ADN dans le génome bactérien et entraîner un effet antagoniste. »
Cette complexité rend difficile la prévision de l'effet combinatoire de plusieurs facteurs de stress, ce qui complique la capacité d'évaluer si des conséquences involontaires peuvent survenir dans l'environnement de réutilisation en aval, explique Hong. Cependant, les résultats montrent des conclusions claires sur le traitement des eaux usées, dit-elle.
Recommandations pour le traitement des eaux usées
L’objectif principal devrait être de maintenir les bactéries et l’ADNe dans les eaux usées à des concentrations si faibles que le transfert de gènes soit minimisé.
"Nous soutenons que, plutôt que la filtration sur sable, les installations de traitement des eaux usées devraient moderniser les membranes de microfiltration, car elles peuvent éliminer les bactéries et l'ADN extracellulaire à des niveaux qui ne faciliteraient pas la transformation naturelle", explique Hong. "L'installation et l'exploitation d'une microfiltration membranaire coûteraient plus cher que la filtration sur sable, mais nous exhortons les services publics à adopter cette approche de précaution."
Référence : « Impact des produits chimiques et des facteurs de stress physiques sur le transfert horizontal de gènes via la transformation naturelle » par Bothayna Al-Gashgari, David Mantilla-Calderon, Tiannyu Wang, Maria de los Angeles Gomez, Fras Baasher, Daniele Daffonchio, Taous-Meriem Laleg-Kirati et Pei-Ying Hong,Eau naturelle.
DOI : 10.1038/s44221-023-00110-8
Ne manquez jamais une percée :
Suivez-nous suretGoogle Actualités.
