플라스틱은 일상 생활에 사용하는 많은 것들 (예 :엔터테인먼트, 포장, 위생 및 우리가 입는 옷)의 제조에 사용되는 저렴하고 내구성이 뛰어나며 다목적 재료입니다. 그러나 플라스틱 기사의 보편적이고 빈번한 사용은 환경에서 최근의 플라스틱 오염의 크기가 엄청난 차원에 도달 한 이유입니다.
그러나, 특히 장기적으로 많은 결과에 대한 많은 결과에 대한 지식 격차가 있으며, 모든 종류의 플라스틱을 모든 종류의 형태 (나노에서 거대 클라스틱) 환경에 도입하는 데 여전히 지식이 있습니다. 구체적으로, 생태계 푸드 웹의 기초를 형성하는 미생물 공동체의 반응과 기능적 결과는 현재까지 크게 알려져 있지 않다.
생산 된 플라스틱의 상당 부분은 수생 시스템에서 끝나고 종종 담수를 통해 바다로 땅에서 채널로 채널로 만들어지며, 플라스틱은 빠르게 몇 밀리미터 (미세 플라스틱) 조각으로 빠르게 조각됩니다. 마찬가지로, 어떤 경우에는 플라스틱이 작은 크기 (예 :많은 개인 관리 품목의 구슬)로 제조됩니다. 이“미세 플라스틱”은 새로운 오염 물질로, 수생 시스템의 미생물 부착 및 성장을위한 독특한 표면으로 등장했습니다.
최근의 많은 과학 간행물은 플라스틱 입자에 부착되어 다당류, DNA 및 유기 물질의 매트릭스에 내장 된 미생물 군집 인 미세 생물 생물막이 수생 시스템의 다른 서식지와는 다른 조성물 또는 구조를 가지고 있음을 강조합니다. 따라서, 이것이 다른 기능적 능력과 신진 대사로 해석되는지 평가하는 것이 필수적입니다. 우리는 미세 유체 바이오 필름과 주변 물에서 박테리아에서 수평 유전자 전달 (HGT)을 분석했습니다. 이러한 초점으로, 우리는 미세 플라스틱이 플랑크톤 미생물 공동체의 생태 학적 상호 작용에서 변화를 일으킬 수 있는지 해결하려고했습니다.
예를 들어, HGT에 의한 환경 조건에 대한 적응, 즉 부모의 스프링 관계가 필요없는 유전자 획득은 오랫동안 지구상의 생명의 진화 동인으로 인식되어왔다. 컨쥬 게이션이라는 과정에서 플라스미드 (원형 DNA 분자)를 교환하기 위해 미세 생물계의 강화 된 허용 성은 이러한 유형의 오염이 미생물 수명의 진화를 변화시킬 수 있음을 나타냅니다. 한편으로, 실험에 따르면이 결과는 부착을 위해 미세 형성 표면을 도입 할 때의 결과가 밝혀졌습니다. 이러한 추가적인 인공 표면은 성공적인 HGT의 요구 사항 인 셀-세포 상호 작용을 허용합니다. 또한, 동일한 양의 유사한 매트릭스 (폴리 카보네이트 필터)에 배치 된 물에서 미세 유체에 부착 된 박테리아 또는 자유 생활을 비교할 때, 미세 유체 커뮤니티의 더 높은 플라스미드 전달 속도가 발견되었다. 이것은 미세 유전체 바이오 필름의 지역 사회에서 유전자 교환 증가에 대한 적응 및 유병률을 시사한다.
실험 증거는 특정 공여자 박테리아 균주를 사용한 인큐베이션으로부터 유래되었다 (<> escherichia coli ) 항생제 화합물 Trimethoprim에 내성을 부여하는 유전자를 갖는 플라스미드 분자를 운반한다. 이 균주에서 염색체 및 플라스미드 DNA는 형광 단백질 마커를 도입하도록 변형되었으며, 이는 플라스미드 (트랜스 콘 접합체)를받은 박테리아와 공여체를 분화시킬 수있게 하였다. 이 분화는 유세포 분석법에 의해 달성되었다.
한 실험에서, 플라스크를 e로 제조 하였다. coli 기증자 및 pseudomonas의 균주로서 sp. TransConjugant로. 일부 플라스크에는 추가 표면을 제공하고 부착 된 라이프 스타일을 선택하기 위해 폴리스티렌 미세 입자가있었습니다. 공여체 세포의 수에 비해 유세포 분석기에 의해 검출 된 트랜스 콘 접합 세포의 수를 사용하여 미세 플라스틱에 부착 된 박테리아의 플라스미드 교환 속도와 물에서의 자유 생활을 비교 하였다. 미세 형성 입자와 같은 추가의 인공 표면이 수생 환경에서 HGT를 극적으로 증가시킬 가능성이 있음을 보여주는 물과 비교하여 미세 플라스틱에서 박테리아에서 1000 배 더 높은 플라스미드 교환 (HGT)이 발생했습니다.
.두 번째 실험에서, 폴리스티렌 입자는 독일 스테클린 호수에 노출되어 천연 수생 박테리아에 의해 부착 및 생물막으로의 성장을 허용 하였다. 미세 유체 바이오 필름 및 물에서 나온 특정 수의 박테리아를 나중에 공여자 균주와 함께 필터에 놓았다. 실험실 실험과 마찬가지로 필터에서의 전달 속도의 정량화는 주변 물보다 미세 생물에 대한 박테리아에 대한 HGT 속도 (100 배)를 나타냅니다.
미세 유체와 물에서 박테리아 사이의 HGT의 더 작은 차이는 자연 응집체와 관련 박테리아 커뮤니티가 샘플에 존재할 때 얻어졌다. 이것은 표면 그 자체가 있음을 나타냅니다 박테리아 Hgt를 증가시킬 가능성이 있습니다. 또한, 유세포 분석법과 형광-활성화 세포 분류 (FACS)의 커플 링은이 실험 후 트랜스 콘월간 세포를 분리 할 수있게 해주었다. 그들의 DNA의 후속 분석은 플라스미드가 자연 공동체에서 HGT가 증가했음을 나타내는 광범위한 분류군으로 전달되었다는 것을 밝혀냈다.
.이 결과는 새로운 차원의 미세한 오염, 즉 수생 생태계에서 유전자 교환 역학의 변화를 강조한다. 미생물 적응 및 진화에 대한 HGT의 중요성과 수생 식품 웹에서 박테리아의 근본적인 역할을 고려할 때, 이것은 박테리아 활동 및 기능에 막대한 영향을 미칩니다 (예 :글로벌 영양소 및 탄소 사이클링. 미세 플라스틱에 부착 된 박테리아가 다수의 항생제 내성 유전자를 보유 할 가능성은 특정 환경에서 증가한다. 항생제 내성 박테리아 및 미세 유체 입자의 수가 높은 폐수 처리 식물.
환경으로 방출되면 플라스틱은 자연 환경에서 항생제 내성 유전자의 확산을 향상시키는 독특한 표면을 제공합니다. 더 많은 연구는 미세 플라스틱에 대한 강화 된 HGT와 항생제 내성 유전자를 인간을 포함한 천연 유기체로 전달하는 것을 포함하여 수생 식품 웹의 특정 변경 사이의 상호 연결에 대한 더 나은 지식을 제공 할 것입니다. 결과적으로,이 소홀한 메커니즘은 환경의 대규모 인위적 플라스틱 오염에 의한 신뢰할 수있는 건강 위험 평가를 위해 고려해야합니다.
이러한 발견은 최근에 저널 환경 오염에 발표 된 수생 생태계의 미세한 오염이 유전자 교환을 증가시킨다.
이 작품은 Maria Arias-Andres (Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries, Potsdam University, Universidad Nacional, Omar Dengo), Uli Klümper (University of Exeter), Keilor Rojas-Jimenez (Freshwater Ecology의 Leibniz Institute, University Institute, University Institute, University of Freshwater Ecology)에 의해 수행되었습니다. 및 Hans-Peter Grossart (Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries, Potsdam University, Freie Universität Berlin).
