Teoretická část diplomové práce je orientována na antimikrobiální látky obecně i se zaměřením na použití antibiotik u hospodářských zvířat, skupiny antibiotik a jejich mechanismy rezistence. Je zde popsán genetický základ antibiotické rezistence charakterizující mobilní genetické elementy i horizontální genový přenos. Antibiotický rezistom zahrnuje všechny typy genů antibiotické rezistence a jejich prekurzory. Lze jej zkoumat pomocí tradičních nebo molekulárních metod. V praktické části diplomové práce byl pomocí PCR a následné gelové elektroforézy zkoumán výskyt genů antibiotické rezistence - blaTEM, tetA, qnrS a mcr-1, 2, 3, 4 a mcr-5 celkem u 28 vzorků chlazeného nebaleného kuřecího masa zakoupeného v maloobchodní síti ve Zlíně. K vytvoření vhodného protokolu PCR pro konkrétní gen/geny byly provedeny optimalizace pomocí gradientové PCR. Žádný z výše zmíněných genů rezistence nebyl u vzorků kuřecího masa detekován. Pro zvýšení záchytu genů rezistence u kuřecího masa lze navrhnout zvýšení počtu testovaných vzorků, optimalizaci PCR metody či případné rozšíření portfolia metod studia antibiotického rezistomu.
Annotation in English
The theoretical part of the diploma thesis is focused on antimicrobial substances in general and with a focus on the use of antibiotics in livestock and poultry, groups of antibiotics and their mechanisms of resistance. Furthermore, the genetic basis of antibiotic resistance characterising mobile genetic elements and horizontal gene transfer is described here. Antibiotic resistome includes all types of antibiotic resistance genes and their precursors. It can be examined using traditional or molecular methods. In the practical part of the diploma thesis, the occurence of antibiotic resistance genes - blaTEM, tetA, qnrS and mcr- 1, 2, 3, 4 a mcr-5 was examined by PCR and agarose gel electrophoresis in a total of 28 samples of chilled unpackaged chicken meat purchased in a retail network in Zlín. Gradient PCR optimizations were performed to create a suitable PCR protocol for a particular gene/genes. None of the above-mentioned resistance genes have been detected in chicken samples. To increase the capture of resistance genes in chicken meat, it is possible to increase the number of tested samples, optimize the PCR method or possibly expand methods for the study of antibiotic resistome.
Keywords
kuřecí maso, antibiotický rezistom, polymerázová řetězová reakce
Teoretická část diplomové práce je orientována na antimikrobiální látky obecně i se zaměřením na použití antibiotik u hospodářských zvířat, skupiny antibiotik a jejich mechanismy rezistence. Je zde popsán genetický základ antibiotické rezistence charakterizující mobilní genetické elementy i horizontální genový přenos. Antibiotický rezistom zahrnuje všechny typy genů antibiotické rezistence a jejich prekurzory. Lze jej zkoumat pomocí tradičních nebo molekulárních metod. V praktické části diplomové práce byl pomocí PCR a následné gelové elektroforézy zkoumán výskyt genů antibiotické rezistence - blaTEM, tetA, qnrS a mcr-1, 2, 3, 4 a mcr-5 celkem u 28 vzorků chlazeného nebaleného kuřecího masa zakoupeného v maloobchodní síti ve Zlíně. K vytvoření vhodného protokolu PCR pro konkrétní gen/geny byly provedeny optimalizace pomocí gradientové PCR. Žádný z výše zmíněných genů rezistence nebyl u vzorků kuřecího masa detekován. Pro zvýšení záchytu genů rezistence u kuřecího masa lze navrhnout zvýšení počtu testovaných vzorků, optimalizaci PCR metody či případné rozšíření portfolia metod studia antibiotického rezistomu.
Annotation in English
The theoretical part of the diploma thesis is focused on antimicrobial substances in general and with a focus on the use of antibiotics in livestock and poultry, groups of antibiotics and their mechanisms of resistance. Furthermore, the genetic basis of antibiotic resistance characterising mobile genetic elements and horizontal gene transfer is described here. Antibiotic resistome includes all types of antibiotic resistance genes and their precursors. It can be examined using traditional or molecular methods. In the practical part of the diploma thesis, the occurence of antibiotic resistance genes - blaTEM, tetA, qnrS and mcr- 1, 2, 3, 4 a mcr-5 was examined by PCR and agarose gel electrophoresis in a total of 28 samples of chilled unpackaged chicken meat purchased in a retail network in Zlín. Gradient PCR optimizations were performed to create a suitable PCR protocol for a particular gene/genes. None of the above-mentioned resistance genes have been detected in chicken samples. To increase the capture of resistance genes in chicken meat, it is possible to increase the number of tested samples, optimize the PCR method or possibly expand methods for the study of antibiotic resistome.
Keywords
kuřecí maso, antibiotický rezistom, polymerázová řetězová reakce
1. Vypracujte literární rešerši o antibiotickém rezistomu, popište skupiny rezistentních genů (ARG) vyskytujících se v potravinách a vodě. Zaměřte se také na různé metody (PCR a variace, NGS, ...) studia rezistomu v potravinách, zejména živočišného původu.
2. Popište možnosti rizik přenosu antibiotické rezistence.
3. Experimentálně otestujte některé z popsaných molekulárně biologických metod studia antibiotického rezistomu na vzorcích masa z obchodní sítě a metodu optimalizujte.
4. Výsledky vyhodnoťte, diskutujte a formulujte závěry.
Research Plan
1. Vypracujte literární rešerši o antibiotickém rezistomu, popište skupiny rezistentních genů (ARG) vyskytujících se v potravinách a vodě. Zaměřte se také na různé metody (PCR a variace, NGS, ...) studia rezistomu v potravinách, zejména živočišného původu.
2. Popište možnosti rizik přenosu antibiotické rezistence.
3. Experimentálně otestujte některé z popsaných molekulárně biologických metod studia antibiotického rezistomu na vzorcích masa z obchodní sítě a metodu optimalizujte.
4. Výsledky vyhodnoťte, diskutujte a formulujte závěry.
Recommended resources
[1] AMARASIRI, Mohan, Daisuke SANO a Satoru SUZUKI. Understanding human health risks caused by antibiotic resistant bacteria (ARB) and antibiotic resistance genes (ARG) in water environments: Current knowledge and questions to be answered. Critical Reviews in Environmental Science and Technology [online]. 2020, 50(19), 2016-2059. ISSN 1064-3389. Dostupné z: doi:10.1080/10643389.2019.1692611
[2] GAIRE, Tara N., Harvey Morgan SCOTT, Laura SELLERS, T. G. NAGARAJA a Victoriya V. VOLKOVA. Age Dependence of Antimicrobial Resistance Among Fecal Bacteria in Animals: A Scoping Review. Frontiers in Veterinary Science [online]. 2021, 7. ISSN 2297-1769. Dostupné z: doi:10.3389/fvets.2020.622495
[3] CHEN, Zhou, Yanzeng LI, Chengsong YE, Xin HE a Shenghua ZHANG. Fate of antibiotics and antibiotic resistance genes during aerobic co-composting of food waste with sewage sludge. Science of The Total Environment [online]. 2021, 784. ISSN 00489697. Dostupné z: doi:10.1016/j.scitotenv.2021.146950
[4] GALHANO, Beatriz S. P., Rafaela G. FERRARI, Pedro PANZENHAGEN, Ana Carolina S. DE JESUS a Carlos A. CONTE-JUNIOR. Antimicrobial Resistance Gene Detection Methods for Bacteria in Animal-Based Foods: A Brief Review of Highlights and Advantages. Microorganisms [online]. 2021, 9(5). ISSN 2076-2607. Dostupné z: doi:10.3390/microorganisms9050923
[5] GUALERZI, Claudio O., Letizia BRANDI, Attilio FABBRETTI a Cynthia L. PON, ed. Antibiotics: targets, mechanisms and resistance. Weinheim, Germany: Wiley-VCH, [2014], 1 online zdroj (xxiv, 549 stran). Dostupné z: doi:9783527659685
Recommended resources
[1] AMARASIRI, Mohan, Daisuke SANO a Satoru SUZUKI. Understanding human health risks caused by antibiotic resistant bacteria (ARB) and antibiotic resistance genes (ARG) in water environments: Current knowledge and questions to be answered. Critical Reviews in Environmental Science and Technology [online]. 2020, 50(19), 2016-2059. ISSN 1064-3389. Dostupné z: doi:10.1080/10643389.2019.1692611
[2] GAIRE, Tara N., Harvey Morgan SCOTT, Laura SELLERS, T. G. NAGARAJA a Victoriya V. VOLKOVA. Age Dependence of Antimicrobial Resistance Among Fecal Bacteria in Animals: A Scoping Review. Frontiers in Veterinary Science [online]. 2021, 7. ISSN 2297-1769. Dostupné z: doi:10.3389/fvets.2020.622495
[3] CHEN, Zhou, Yanzeng LI, Chengsong YE, Xin HE a Shenghua ZHANG. Fate of antibiotics and antibiotic resistance genes during aerobic co-composting of food waste with sewage sludge. Science of The Total Environment [online]. 2021, 784. ISSN 00489697. Dostupné z: doi:10.1016/j.scitotenv.2021.146950
[4] GALHANO, Beatriz S. P., Rafaela G. FERRARI, Pedro PANZENHAGEN, Ana Carolina S. DE JESUS a Carlos A. CONTE-JUNIOR. Antimicrobial Resistance Gene Detection Methods for Bacteria in Animal-Based Foods: A Brief Review of Highlights and Advantages. Microorganisms [online]. 2021, 9(5). ISSN 2076-2607. Dostupné z: doi:10.3390/microorganisms9050923
[5] GUALERZI, Claudio O., Letizia BRANDI, Attilio FABBRETTI a Cynthia L. PON, ed. Antibiotics: targets, mechanisms and resistance. Weinheim, Germany: Wiley-VCH, [2014], 1 online zdroj (xxiv, 549 stran). Dostupné z: doi:9783527659685
