Antibiotics and Antibiotics Resistance Genes in Soils

ABSTRACT

Antibiotics are secondary metabolites produced by microorganism, which have antimicrobial properties and have been used as a chemotherapeutic agent against infectious and disease causing microbes for decades. The use of antibiotics along with proper sanitation and vaccination has led to drastic decrease in mortality due to infectious diseases that were primarily lethal (Procopio et al. 2012). Isolation of antibiotics from  microorganism is much easier than chemical synthesis of these compounds and hence has resulted in  discovery of countless novel antibiotics till date (Shlaes 2010). These antibiotics are being used to prevent and cure microbial infections in various spheres of human development such as human medicine, veterinary science, animal husbandry and maintenance of livestock, agriculture, and aquaculture (Kummerer 2009).

INTRODUCTION

  Soil is home to a large and diverse population of microorganisms due to its heterogeneous nature. Large variation in biotic and abiotic conditions of soil makes its microbial inhabitants to adapt and develop strategies for survival and successful reproduction. Production of antimicrobials is one of the most potent strategies for this adaptation (Davies 1990). Antibiotics such as β-lactams, aminoglycosides, streptomycins, and  tetracyclines and others are being produced by soil bacteria and fungi. Fungal antibiotics such as penicillins,  cephalosporin, fusidic acid griseofulvin, and fumagillin have been obtained by fungal species Penicillium, Cephalosporium, and Aspergillus. Several Pseudomonas species and Bacillus species are among the soil bacteria which have been exploited for the production  of antibiotics like gramicidin, bacitracin, tyrothricin,  pyocyanin, and pyrrolnitrin (Berdy 1974). Streptomyces species is one of the soil actinomycetes which have provided the highest number of commercial antibiotics such as tetracyclines, streptomycin, viomycin, and kanamycin. Several other commonly used antibiotics, gentamicin and rifamycin, have been isolated from actinomycetes like Micromonospora, Actinomadura, and Nocardia species (Berdy 1980).  Indiscriminate use of antibiotics and disinfectants in medicine, agriculture, and fish culture and their release in environment has given birth to another critical problem of multidrug-resistant pathogenic bacteria. Pathogenic microbes have  come across a huge range of naturally occurring and synthetic antibiotics since long and have developed several defense mechanisms against them (Kummerer 2004; Demain and Sanchez 2009).

چکیده

آنتی بیوتیکها متابولیتهای ثانویه تولید شده توسط میکروارگانیسم هستند که دارای خواص ضد میکروبی هستند و به عنوان عامل شیمی درمانی برای بیماری های عفونی و بیماری ای که طی دهه ها ایجاد می کنند، استفاده می شود. استفاده از آنتی بیوتیک همراه با بهداشت مناسب و واکسیناسیون منجر به کاهش شدید مرگ و میر ناشی از بیماری های عفونی شد که عمدتا کشنده بودند (Procopio et al.، 2012). جداسازی آنتی بیوتیک از میکرو ارگانیسم بسیار ساده تر از سنتز شیمیایی این ترکیبات است و از این رو کشف آنتی بیوتیک های بی شماری تا تاریخ (Shlaes 2010) بوده است. این آنتی بیوتیک ها برای جلوگیری و درمان عفونت های میکروبی در حوزه های مختلف توسعه انسانی مانند پزشکی انسانی، علوم دامپزشکی، دامداری و نگهداری دام، کشاورزی و آبزی پروری (Kummerer 2009) مورد استفاده قرار می گیرند.

مقدمه

خاک به دلیل ماهیت ناهمگون آن، یک جمعیت وسیع و متنوعی از میکروارگانیسم ها است. تنوع زیادی در شرایط زیستی و زیستی خاک باعث می شود ساکنان میکروبی خود را برای انطباق و توسعه استراتژی برای بقا و باز تولید موفقیت آمیز. تولید ضد میکروبی یکی از استراتژی های قوی برای این سازگاری است (Davies 1990). آنتی بیوتیکها مانند β-لاکتام، آمینوگلیکوزید، استرپتومایسین و تتراسایکلین و دیگران توسط باکتری ها و قارچ ها تولید می شوند. آنتی بیوتیک های قارچی از قبیل پنی سیلین ها، سفالوسپورین، اسید فوزیدیک، گریزوفوفین و فومااریلین با گونه های قارچی Penicillium، Cephalosporium و Aspergillus به دست آمده است. چندین گونه Pseudomonas و گونه های Bacillus در میان باکتری های خاکی هستند که برای تولید آنتی بیوتیک هایی مانند گرمیسییدین، باتیریتسین، تیروتریکین، پریوسیانین و پییرلنیتین (Berdy 1974) مورد بهره برداری قرار گرفته اند. گونه Streptomyces یکی از آکتینومایکت های خاک است که بیشترین تعداد آنتی بیوتیک های تجاری مانند تتراسایکلین ها، استرپتومایسین، ویوموسیسین و کانامینوسین را فراهم کرده است. چندین مورد دیگر آنتی بیوتیک های معمولی، جنتامایسین و ریفامایسین از اکتینومیست ها مانند میکرومونوسپورا، اکتینومادورا و گونه Nocardia جدا شده اند (Berdy 1980). استفاده بی رویه از آنتی بیوتیک ها و ضد عفونی کننده ها در پزشکی، کشاورزی، و کشت ماهی و انتشار آنها در محیط زیست موجب مشکل دیگری برای باکتری های مقاوم به چند داروی مقاوم به بیماری می شود. از زمان طولانی، میکروب های پاتوژن در سراسر دامنه وسیعی از آنتی بیوتیک های طبیعی و مصنوعی قرار گرفته اند و چندین مکانیزم دفاعی علیه آنها ایجاد کرده اند (Kummerer 2004، Demain and Sanchez 2009).

Year: 2016

Publisher: SPRINGER

By :  Muhammad Zaffar Hashmi • Vladimir Strezov •Ajit Varma

File Information: English Language/ 419 Page / size: 4.87 MB

Download

سال : 1395

ناشر : SPRINGER

کاری از : محمد زفار هاشمی • ولادیمیر استریسوف • آجیت ورما

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 419 صفحه / حجم : MB 4.87

لینک دانلود