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Analisi globale dell’espressione genica di Escherichia coli K-12 DH5α dopo l’esposizione alla radiazione di fedeltà wireless a 2,4 GHz

L’esposizione al Wi-Fi aumenta la resistenza agli antibiotici nei batteri? I ricercatori in questo studio hanno esplorato le alterazioni nella profilazione del trascritoma batterico dopo l’esposizione alla radiazione di radiofrequenza Wi-Fi. In precedenza hanno scoperto che l’esposizione Wi-Fi di Escherichia coli O157H7 ha aumentato la resistenza agli antibiotici, la motilità e la capacità di formare biofilm9.

Ilham H. Said-Salman, Fatima A. Jebaii, Hoda H. Yusef & Mohamed E. Moustafa

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Pubblicato: 08 Ottobre 2019

Relazioni scientifiche volume 9, Numero articolo: 14425 (2019) Citare questo articolo

astratto

Questo studio ha studiato gli effetti non termici della radiazione di radiofrequenza Wi-Fi di 2,4 GHz sull’espressione genica globale in Escherichia coli K-12 DH5α. Il sequenziamento dell’RNA ad alta produttività di batteri esposti e non esposti a 2,4 GHz ha rivelato che 101 geni sono stati espressi in modo differenziato (DEG) a P ≤ 0,05. I geni up-regulated erano 52 mentre quelli down-regulated erano 49. L’analisi QRT-PCR di pgaD, fliC, cheY, malP, malZ, motB, alsC, alsK, appB e appX ha confermato i risultati dell’RNA-seq. Circa il 7% dei DEG è coinvolto nell’organizzazione dei componenti cellulari, il 6% in risposta allo stimolo da stress, il 6% nella regolazione biologica, il 6% nella localizzazione, il 5% nella locomozione e il 3% nell’adesione cellulare. Il database per l’annotazione, la visualizzazione e il clustering funzionale di scoperta integrata (DAVID) ha rivelato che i DEG con un alto punteggio di arricchimento includevano geni per la localizzazione di cellule, locomozione, chemiotassi, risposta a stimoli esterni e adesione cellulare. L’analisi dei percorsi dell’enciclopedia di Kyoto dei geni e dei genomi (KEGG) ha mostrato che le vie per l’assemblaggio flagellare, la chemiotassi e il sistema a due componenti sono state colpite. L’analisi dell’arricchimento go ha indicato che i DEG up-regulated sono coinvolti in vie metaboliche, trasposizione, risposta a stimoli, motilità, chemiotassi e adesione cellulare. I DEG down-regulated sono associati a vie metaboliche e localizzazione di ioni e molecole organiche. Pertanto, l’esposizione di E. coli DH5α alla radiazione di radiofrequenza Wi-Fi per 5 ore ha influenzato diversi processi batterici cellulari e metabolici.

Introduzione

Gli effetti dei campi elettromagnetici (EMF) sugli organismi viventi sono stati un importante argomento di ricerca per molti anni. Le onde di fedeltà wireless (Wi-Fi) fanno parte delle radiazioni non ionizzanti dello spettro elettromagnetico. Diversi studi hanno esaminato gli effetti non termici dei campi elettromagnetici ad alta frequenza dei telefoni cellulari e del Wi-Fi su diversi ceppi di batteri1,2,3,4,5,6,7,8. Abbiamo scoperto in precedenza che l’esposizione Wi-Fi di Escherichia coli O157H7 ha aumentato la resistenza agli antibiotici, la motilità e la capacità di formare biofilm9. La resistenza batterica si sta espandendo agli antibiotici più comunemente usati che sono stati considerati come “crisi sanitaria globale” dall’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS)10. La flagella rappresenta un fattore critico di virulenza che consente la motilità batterica e promuove l’adesione alla mucina gastrointestinale11. Durante lo stress ambientale, i batteri producono una matrice polisaccaride e si aggregano per formare biofilm12. Questi fattori di virulenza svolgono un ruolo chiave nell’iniziazione all’infezione e nello sviluppo di malattie.

L’espressione genica in E. coli è influenzata da fattori ambientali come temperatura, pH e altri fattori di stress13,14,15,16. I batteri possono attivare strategie per adattarsi a vari stress ambientali. Qui, abbiamo studiato i cambiamenti nel trascritoma globale in E. coli K12 DH5α dopo l’esposizione a 2,4 GHz EMF emesso da un router Wi-Fi utilizzando il sequenziamento dell’RNA ad alta velocità. Il ceppo Escherichia coli K-12 DH5α è stato costruito da Douglas Hanahan ed è un ceppo da laboratorio comunemente usato17,18. Abbiamo usato questo ceppo come modello per comprendere gli effetti della radiazione di radiofrequenza Wi-Fi sui trascrittimi dei batteri E. coli.

Le differenze nell’espressione dei geni selezionati sono state confermate dai test RT-PCR.

 

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