নদীতে মাইক্রোপ্লাস্টিক অনন্য মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়কে আশ্রয় করে এবং অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের বিস্তার করে

জার্নালে প্রকাশিত সাম্প্রতিক এক গবেষণায় ড প্রাকৃতিক জলগবেষকরা মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিতে ভাইরাল বিতরণ, হোস্ট মিথস্ক্রিয়া এবং অ্যান্টিবায়োটিক রেজিস্ট্যান্স জিন (এআরজি) স্থানান্তর অধ্যয়ন করতে মেটাজেনমিক এবং ভাইরোম সিকোয়েন্সিং ব্যবহার করেছিলেন।

অধ্যয়ন: ভাইরাল মেটাজেনোমগুলি মাইক্রোবিয়াল হোস্ট এবং মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিতে সম্পর্কিত অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের প্রকাশ করেইমেজ ক্রেডিট: Kletr/Shutterstock

পটভূমি

ক্রমাগত মাইক্রোপ্লাস্টিক দূষণ অ্যানথ্রোপোসিনের একটি বৈশিষ্ট্য, যা বিষাক্ত লিচেট এবং জৈবিক টিস্যুতে সরাসরি প্রবেশের মাধ্যমে পরিবেশ ও স্বাস্থ্যের হুমকি সৃষ্টি করে। মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলি মাইক্রোবিয়াল উপনিবেশ এবং বায়োফিল্ম বৃদ্ধির জন্য একটি অনন্য পরিবেশ তৈরি করে, একটি “প্লাস্টিকস্ফিয়ার” গঠন করে যা বিভিন্ন মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়কে অন্তর্ভুক্ত করে। এই পৃষ্ঠগুলি বেছে বেছে প্যাথোজেনগুলিকে সমৃদ্ধ করতে পারে, সম্ভাব্যভাবে রোগ সংক্রমণকে প্রভাবিত করে। তাদের সর্বব্যাপীতা সত্ত্বেও, প্লাস্টিকস্ফিয়ার গবেষণায় ভাইরাসগুলিকে মূলত উপেক্ষা করা হয়েছে, সাম্প্রতিক প্রমাণ থাকা সত্ত্বেও যে তারা মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিতে টিকে থাকে এবং ব্যাকটেরিয়া হোস্টের সাথে যোগাযোগ করে। ভাইরাল সম্প্রদায়ের পরিবেশগত প্রভাব এবং মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিতে এআরজি স্থানান্তর এবং পরিবেশ ও মানব স্বাস্থ্যের জন্য তাদের পরিণতিগুলি সম্পূর্ণরূপে বোঝার জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন।

গবেষণা সম্পর্কে

2021 সালের মার্চ মাসে, এই গবেষণায় চীনের গুয়াংজি প্রদেশের বেইলুন নদীতে দুই ধরনের মাইক্রোপ্লাস্টিক পরীক্ষা করা হয়েছে—পলিথিলিন (PE) এবং পলিপ্রোপিলিন (PP)-এর। নগরায়ণ এবং ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে গ্রামীণ থেকে শহুরে পর্যন্ত নদীর ধারে পাঁচটি স্থান নির্বাচন করা হয়েছিল। প্রতিটি সাইটে, 2.0 গ্রাম মাইক্রোপ্লাস্টিক (PE এবং PP) এবং প্রাকৃতিক কণা (পাথর, কাঠ, বালি) নদীর জলে চাষ করা হয়েছিল। মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলি 70% ইথানল দিয়ে জীবাণুমুক্ত করা হয় এবং জীবাণুমুক্ত জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়, যখন প্রাকৃতিক কণাগুলি মূল ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাল সম্প্রদায়গুলিকে নির্মূল করার জন্য জীবাণুমুক্ত করা হয়। ইনকিউবেশন সময় পূর্ববর্তী গবেষণার উপর ভিত্তি করে দেখানো হয়েছে যে প্লাস্টিক সফলভাবে 30 দিনের মধ্যে বায়োফিল্ম গঠন করে।

ইনকিউবেশনের পরে, মাইক্রোপ্লাস্টিক, প্রাকৃতিক কণা এবং জলের নমুনা সংগ্রহ করা হয়েছিল এবং বিশ্লেষণের জন্য -20 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সংরক্ষণ করা হয়েছিল। বৃহৎ কণা এবং তৃণভোজীদের ফিল্টার করা হয়েছিল, এবং ধাতুর ঘনত্ব ইন্ডাকটিভভাবে মিলিত প্লাজমা অপটিক্যাল নির্গমন স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করে নির্ধারণ করা হয়েছিল। অন্যান্য ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং নগরায়নের মাত্রাও পরিমাপ করা হয়েছিল।

ডিএনএ (ডিএনএ) ফাস্টডিএনএ স্পিন কিট ব্যবহার করে বের করা হয়েছিল এবং হাইসেক এক্স প্ল্যাটফর্মে সিকোয়েন্স করা হয়েছিল। খোলা পড়ার ফ্রেমের পূর্বাভাস দিতে এবং অপ্রয়োজনীয় জিনগুলিকে অপসারণ করার জন্য উচ্চ-মানের পঠন প্রক্রিয়া করা হয়। বিভিন্ন বায়োইনফরমেটিক্স টুল ব্যবহার করে ব্যাকটেরিয়া জিনোম একত্রিত করুন এবং টীকা করুন। ভাইরাল ডিএনএ বের করা হয়েছিল, সমৃদ্ধ করা হয়েছিল এবং মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিতে ভাইরাল কনটিগ এবং সম্ভাব্য ভাইরাল ক্লাস্টারগুলি সনাক্ত করার জন্য সিকোয়েন্স করা হয়েছিল।

আলফা এবং বিটা বৈচিত্র্য বিশ্লেষণ, অ্যাডোনিস বিশ্লেষণ, এবং রৈখিক বৈষম্যমূলক বিশ্লেষণ প্রভাব আকার (LEfSe) বিশ্লেষণ সহ পরিসংখ্যানগত বিশ্লেষণগুলি ট্যাক্সা বা নমুনার মধ্যে ভাগ করা জিনকে শ্রেণীবদ্ধ করতে R ব্যবহার করে সঞ্চালিত হয়েছিল।

গবেষণা ফলাফল

মেটাজেনমিক সিকোয়েন্সিং ব্যবহার করে, বেইলুন নদীর অববাহিকা থেকে মাইক্রোপ্লাস্টিক নমুনাগুলিতে 28,732 ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি সনাক্ত করা হয়েছিল। প্রভাবশালী ফাইলের মধ্যে রয়েছে প্রোটিওব্যাকটেরিয়া, অ্যাসিডোব্যাকটেরিয়া, অ্যাক্টিনোব্যাকটেরিয়া এবং ক্লোরোফ্লেক্সি, ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়ের 52.6% জন্য দায়ী। সাইট বা মাইক্রোপ্লাস্টিক প্রকারের মধ্যে ব্যাকটেরিয়া সমৃদ্ধি এবং সমানতার কোন উল্লেখযোগ্য পার্থক্য ছিল না। মূল ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়ে 25,883টি ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি রয়েছে, যা মোট শনাক্ত করা প্রজাতির 78.4% জন্য দায়ী, একটি PE নমুনা ছাড়া সমস্ত নমুনায় মোট 12,284 ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি রয়েছে। বেশিরভাগ প্রজাতি (28,599 প্রজাতি) PE এবং PP মাইক্রোপ্লাস্টিকের মধ্যে ভাগ করা হয়, যথাক্রমে 49 এবং 84টি প্রজাতি PE এবং PP-তে স্থানীয়।

ব্যাকটেরিয়া প্রজাতির প্রায় 0.32% সম্ভাব্য প্যাথোজেন ছিল এবং 11টি বিভাগে মোট 91টি প্রজাতি সনাক্ত করা হয়েছিল। প্রধান রোগজীবাণুর মধ্যে রয়েছে বুরখোল্ডেরিয়া সিপাসিয়া (13.29%), ক্লেবসিয়েলা নিউমোনিয়া (10.21%), এবং সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসা (7.59%)। সাইটগুলির মধ্যে মাইক্রোবিয়াল সম্প্রদায়ের মিলের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য দূরত্ব-দিনের প্রভাব পরিলক্ষিত হয়েছিল (আর² =0.842, P<0.001)। নন-মেট্রিক মাল্টিডাইমেনশনাল স্কেলিং (এনএমডিএস) বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়ের গঠন পিই এবং পিপি মাইক্রোপ্লাস্টিকের মধ্যে আলাদা ছিল।

ভাইরাল সম্প্রদায়ের জন্য, 226,853টি কনটিগ টুকরা প্রাপ্ত হয়েছিল, বেশিরভাগই 1,000 kb এর নিচে। মায়োভিরিডি এবং Longtailviridae প্রভাবশালী, ভাইরাস প্রাচুর্যের 58.8% জন্য অ্যাকাউন্টিং। বিভিন্ন মাইক্রোপ্লাস্টিক প্রকারের মধ্যে ভাইরাল প্রাচুর্য এবং সমানতার কোন উল্লেখযোগ্য পার্থক্য ছিল না। ভাইরাল কনটিগগুলি 501 জেনারে বিভক্ত ছিল, যার মধ্যে 364টি পিই এবং পিপি ছিল। বিভিন্ন স্থানে ভাইরাস সম্প্রদায়ের উপর উল্লেখযোগ্য দূরত্ব-দিনের প্রভাব রয়েছে। এনএমডিএস বিশ্লেষণ পিই এবং পিপি মাইক্রোপ্লাস্টিকের মধ্যে বিভিন্ন ভাইরাল সম্প্রদায়ের উপস্থিতি প্রকাশ করেছে।

বিভিন্ন ডাটাবেস মাইক্রোপ্লাস্টিক্সে ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাল সিকোয়েন্সের কার্যকরী জিন টীকা ব্যবহার করেছে। বেশিরভাগ ভাইরাল জিন অশ্রেণীবদ্ধ বা খারাপ বৈশিষ্ট্যযুক্ত, এবং কিছু জেনেটিক তথ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং সেলুলার প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত। ব্যাকটেরিয়াল কার্যকরী জিনগুলিও অশ্রেণীবদ্ধ, যার মধ্যে কিছু বিপাকীয় পথ এবং জৈব সংশ্লেষণের সাথে সম্পর্কিত। মেটাল রেজিস্ট্যান্স জিন (MRGs) এবং ARG ভাইরাস এবং ব্যাকটেরিয়া উভয় সিকোয়েন্সে সনাক্ত করা হয়েছে, Cu, Zn, As, এবং Fe-এর প্রতিরোধ সবচেয়ে সাধারণ।

ব্যাকটেরিয়া প্রতিরোধের জিনগুলি প্রধানত মাল্টিড্রাগ রেজিস্ট্যান্স, ম্যাক্রোলাইড-লিনকোসামাইড-স্ট্রেপ্টোমাইসিন (এমএলএস) এবং টেট্রাসাইক্লিনের প্রতিরোধকে এনকোড করে, যখন ভাইরাল প্রতিরোধের জিনগুলির মধ্যে ট্রাইমেথোপ্রিম, টেট্রাসাইক্লিন এবং এমএলএস জিনের প্রতিরোধ অন্তর্ভুক্ত থাকে। ভাইরাল এবং ব্যাকটেরিয়াল হোস্টের মধ্যে রেজিস্ট্যান্স জিন এবং MRG-এর অনুভূমিক জিন স্থানান্তর (HGT) পরিলক্ষিত হয়েছিল, যা পরামর্শ দেয় যে মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলি সম্ভাব্য জেনেটিক বিনিময়কে সহজতর করে।

মাইক্রোবিয়াল উপনিবেশ এবং জেনেটিক বিনিময়ের জন্য মাইক্রোপ্লাস্টিক একটি অনন্য পরিবেশ প্রদান করে। এই অধ্যয়নটি ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাল সম্প্রদায়ের গতিবিদ্যা, প্রতিরোধের জিন বিতরণ, এবং মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলির উপর হোস্ট-ভাইরাস মিথস্ক্রিয়া এবং প্রাকৃতিক কণার সাথে বৈপরীত্যের বোঝা বাড়ায়, HGT এর মাধ্যমে অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল প্রতিরোধের বিস্তারে তাদের ভূমিকা তুলে ধরে।

উপসংহারে

সামগ্রিকভাবে, এই গবেষণায় বেলুন নদীর প্রাকৃতিক কণার তুলনায় মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিতে বিভিন্ন ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাল সম্প্রদায়ের উপস্থিতি প্রকাশ করা হয়েছে। যদিও বিভিন্ন সাইট জুড়ে একই রকম ছিল, মাইক্রোপ্লাস্টিক টাইপ সম্প্রদায়ের গঠনকে প্রভাবিত করেছিল। উল্লেখযোগ্যভাবে, গবেষকরা মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিতে ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাসের সাথে যুক্ত সম্ভাব্য প্যাথোজেন এবং প্রতিরোধের জিন খুঁজে পেয়েছেন। তারা ভাইরাস এবং ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে HGT-এর প্রমাণ পর্যবেক্ষণ করে, পরামর্শ দেয় যে মাইক্রোপ্লাস্টিক জলজ পরিবেশে অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধের বিস্তারে অবদান রাখতে পারে। এই ফলাফলগুলি মাইক্রোপ্লাস্টিক দূষণ দ্বারা সৃষ্ট সম্ভাব্য পরিবেশগত এবং মানব স্বাস্থ্যের ঝুঁকিগুলিকে তুলে ধরে।