Influences of graphene on microbial

Influences of graphene on microbial community and antibiotic resistance genes in mouse gut as determined by high-throughput sequencing

-Yongchao Xie, Bing Wu, , Xu-Xiang Zhang, , Jinbao Yin, Liang Mao, Maojie Hu
-State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing, 210023, PR China

Received 17 May 2015
Revised 10 September 2015
Accepted 20 September 2015
Available online 23 October 2015

Highlights
-Graphene exposure increased the gut microbial diversity of mouse.
-1 μg/d graphene had higher influence on gut micorbiota than 10 and 100 μg/d grapheme.
-Graphene increased abundances of oxidative stress and membrane-damage related genes.
-Gram-negative bacteria were more tolerant to graphene than Gram-positive bacteria.
-Graphene exposure increased types and abundances of antibiotic resistance genes.

________________________________________

Abstract
Graphene is a promising candidate as an antibacterial material owning to its bacterial toxicity. However, little information on influence of graphene on gut microbiota is available. In this study, mice were exposed to graphene for 4 weeks, and high-throughput sequencing was applied to characterize the changes in microbial community and antibiotic resistance genes (ARGs) in mouse gut. The results showed that graphene exposure increased biodiversity of gut microbiota, and changed their community. The 1 μg/d graphene exposure had higher influences on the gut microbiota than 10 μg/d and 100 μg/d graphene exposures, which might be due to higher aggregation of high-level graphene. The influence of graphene on gut microbiota might attribute to that graphene could induce oxidative stress and damage of cell membrane integrity. The results were verified by the increase of ratio of Gram-negative bacteria. Outer membrane of Gram-negative bacteria could reduce the membrane damage induced by graphene and make them more tolerance to graphene. Further, we found that graphene exposure significantly increased the abundance and types of ARGs, indicating a potential health risk of graphene. This study firstly provides new insight to the health effects of graphene on gut microbiota.

Keywords
-Graphene;
-Gut microbiota;
-Antibiotics resistance gene;
-High-throughput sequencing

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อิทธิพลของ graphene ชุมชนจุลินทรีย์และยีนต้านทานยาปฏิชีวนะในไส้เมาส์เป็นตามลำดับอัตราความเร็วสูง-Yongchao เจีย Bing วู,, เซียงสี จาง,, ยินนเบา เหลียงเมา Maojie Hu-ห้องปฏิบัติการสำคัญของการควบคุมมลพิษและการนำทรัพยากร คณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยหนานจิง หนาน จิง รัฐจีน PR 210023ได้รับ 17 2015 พฤษภาคมแก้ไข 10 2015 กันยายนยอมรับ 20 2015 กันยายนมีออนไลน์ 23 2015 ตุลาคมไฮไลท์แสง - Graphene เพิ่มความหลากหลายไส้จุลินทรีย์ของเมาส์-1 μg/d graphene มีอิทธิพลสูงในไส้ micorbiota กว่า 10 และตัวใดดีละ 100 μg-Graphene abundances oxidative ความเครียดและความเสียหายของเยื่อที่เพิ่มขึ้นที่เกี่ยวข้องกับยีน-มีความอดทน graphene กว่าแบคทีเรียแบคทีเรียแบคทีเรียแกรมลบได้แสง - Graphene เพิ่มชนิดและ abundances ของยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ________________________________________บทคัดย่อGraphene เป็นผู้กำหนดการเป็นวัสดุการต้านเชื้อแบคทีเรียที่เป็นเจ้าของให้ความเป็นพิษของแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม ข้อมูลเล็กน้อยเกี่ยวกับอิทธิพล graphene บน microbiota ลำไส้ได้ ในการศึกษานี้ หนูได้สัมผัสกับ graphene สำหรับ 4 สัปดาห์ และลำดับอัตราความเร็วสูงถูกใช้เพื่อกำหนดลักษณะการเปลี่ยนแปลงในชุมชนจุลินทรีย์และยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ (อาร์กิวเมนต์) ในลำไส้ของเมาส์ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า แสง graphene เพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพของลำไส้ microbiota และเปลี่ยนแปลงชุมชนของพวกเขา แสง graphene μg/d 1 มีอิทธิพลสูงใน microbiota ไส้กว่า 10 graphene μg/d μg/d และ 100 ภาพ ซึ่งอาจจะเกิดจาก graphene สูงรวมสูง อิทธิพลของ graphene microbiota ไส้อาจกำหนดกับ graphene ที่อาจก่อให้เกิด oxidative ความเครียดและความเสียหายของความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเซลล์ได้ ผลการถูกตรวจสอบ โดยการเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนของแบคทีเรียแบคทีเรียแกรมลบ ภายนอกเมมเบรนของแบคทีเรียแบคทีเรียแกรมลบสามารถลดความเสียหายของเมมเบรนเกิดจาก graphene และให้ค่าเผื่อเพิ่มเติม graphene ต่อไป เราพบว่า graphene แสงเพิ่มความอุดมสมบูรณ์และชนิดของอาร์กิวเมนต์ บ่งชี้ความเสี่ยงสุขภาพศักยภาพของ graphene ศึกษาให้เข้าใจใหม่ผลกระทบสุขภาพของ graphene ในไส้ microbiota ประการแรกคำสำคัญ-Graphene -ไส้ microbiota -ยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ -สูง-ประมวลจัดลำดับ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อิทธิพลของกราฟีนในชุมชนของจุลินทรีย์และยีนต้านทานยาปฏิชีวนะในลำไส้เมาส์ตามที่กำหนดโดยลำดับสูงผ่าน-Yongchao Xie, Bing วูเสี่ยวเซียงจาง, Jinbao หยินเหลียงเหมา Maojie หู-State ห้องปฏิบัติการที่สำคัญของมลพิษและการควบคุม ทรัพยากรการใช้ซ้ำโรงเรียนสิ่งแวดล้อมมหาวิทยาลัยหนานจิง, หนานจิง, 210023, PR จีนที่ได้รับ17 พฤษภาคม 2015 ปรับปรุง 10 กันยายน 2015 ได้รับการยอมรับ 20 กันยายน 2015 มีจำหน่ายออนไลน์ 23 ตุลาคม 2015 ไฮไลท์การเปิดรับ -Graphene เพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์ในลำไส้ของเมาส์. -1 ไมโครกรัม / งกราฟีนมีอิทธิพลสูงขึ้นใน micorbiota ลำไส้กว่า 10 และ 100 ไมโครกรัม / d อักษร. -Graphene เพิ่มขึ้นปริมาณของความเครียดออกซิเดชันและเยื่อยีนที่เกี่ยวข้องกับความเสียหาย. แบคทีเรีย -Gram ลบมีใจกว้างมากขึ้นในการ graphene กว่าแบคทีเรียแกรมบวก. เปิดรับ -Graphene ชนิดที่เพิ่มขึ้นและปริมาณของยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ. ________________________________________ บทคัดย่อแกรฟีนเป็นผู้สมัครที่มีแนวโน้มเป็นวัสดุต้านเชื้อแบคทีเรียที่เป็นเจ้าของความเป็นพิษของเชื้อแบคทีเรีย อย่างไรก็ตามข้อมูลเล็ก ๆ น้อย ๆ เกี่ยวกับอิทธิพลของกราฟีนใน microbiota ลำไส้สามารถใช้ได้ ในการศึกษานี้หนูได้สัมผัสกับกราฟีนเป็นเวลา 4 สัปดาห์และลำดับสูงผ่านถูกนำไปใช้ลักษณะการเปลี่ยนแปลงในชุมชนของจุลินทรีย์และยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ (ARGs) ในลำไส้เมาส์ ผลการศึกษาพบว่าการได้รับกราฟีนที่เพิ่มขึ้นความหลากหลายทางชีวภาพของลำไส้ microbiota และเปลี่ยนชุมชนของพวกเขา 1 ไมโครกรัม / วันเปิดรับกราฟีนมีอิทธิพลสูงขึ้นในลำไส้ microbiota กว่า 10 ไมโครกรัม / วันและ 100 ไมโครกรัม / วันเปิดรับกราฟีนซึ่งอาจจะเกิดจากการรวมตัวที่สูงขึ้นของกราฟีนในระดับสูง อิทธิพลของกราฟีนใน microbiota ลำไส้อาจแอตทริบิวต์กราฟีนที่อาจก่อให้เกิดความเครียดออกซิเดชันและความเสียหายของเซลล์เมมเบรนสมบูรณ์ ผลการวิจัยที่ได้รับการยืนยันจากการเพิ่มขึ้นของอัตราส่วนของแบคทีเรียแกรมลบ เยื่อหุ้มชั้นนอกของแบคทีเรียแกรมลบสามารถลดความเสียหายที่เมมเบรนที่เกิดจากกราฟีนและทำให้พวกเขาความอดทนมากขึ้นเพื่อกราฟีน นอกจากนี้เราพบว่าการได้รับเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ graphene ความอุดมสมบูรณ์และประเภทของ ARGs แสดงให้เห็นความเสี่ยงต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นของกราฟีน การศึกษาครั้งนี้ประการแรกให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ให้กับผลกระทบต่อสุขภาพของกราฟีนใน microbiota ลำไส้. คำ-Graphene; -Gut microbiota; ยีนต้านทาน -Antibiotics; ลำดับสูง-ผ่าน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อิทธิพลของกราฟีนในชุมชนจุลินทรีย์และความต้านทานยาปฏิชีวนะ ยีน ในท้องเมาส์ตามที่กำหนดโดยลำดับ

- yongchao Xie Bing Wu ช่วยซูเซียงจางจินเป่า , หยิน , เหลียง เหมา maojie Hu
- รัฐสำคัญของปฏิบัติการควบคุมมลพิษและใช้ทรัพยากร คณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยจิงจิง , 210023 ประชาสัมพันธ์ประเทศจีน

รับ 17 พฤษภาคม 2015 10 กันยายน 2558

แก้ไขรับ 20 กันยายน 2558
ออนไลน์ 23 ตุลาคม 2015

ไฮไลท์
- การเพิ่มความหลากหลายของจุลินทรีย์ใน graphene เมาส์ .
- 1 μ G / D แกรฟีนมีอำนาจสูงกว่าในอุทร micorbiota มากกว่า 10 และ 100 μ G / D หน่วยอักขระ .
- กราฟีนเพิ่มขึ้น abundances ของปฏิกิริยาความเครียดและยีนที่เกี่ยวข้องกับความเสียหายของเมมเบรน .
- แบคทีเรียแกรมลบเป็นมากกว่าใจกว้างกับกราฟีนกว่าแบคทีเรียแกรมบวก
- การเพิ่มประเภทของ graphene abundances ยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ ________________________________________




กราฟีนเป็นสัญญานามธรรม ผู้สมัครเป็น antibacterial วัสดุที่เป็นเจ้าของของแบคทีเรียที่เป็นพิษ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลเล็ก ๆน้อย ๆในอิทธิพลของกราฟีนในอุทรไมโครไบโ ้าพร้อม ในการศึกษานี้ , หนูสัมผัสกับกราฟีน เป็นเวลา 4 สัปดาห์ช่วยจัดลำดับและใช้ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงในชุมชนจุลินทรีย์และยีนต้านทานยาปฏิชีวนะ ( ARGs ) ในท้องเมาส์ ผลการศึกษาพบว่า การเพิ่มความหลากหลายทางชีวภาพของ graphene ลำไส้ไมโครไบโ ้าและการเปลี่ยนแปลงในชุมชนของตน 1 μ G / D แสงกราฟีนอิทธิพลสูงกว่าในลำไส้ไมโครไบโ ้ากว่า 10 μ G / D G / D และ 100 μเปิดรับกราฟีน ,ซึ่งอาจจะเกิดจากการรวมตัวของกราฟีนสูงกว่าระดับสูง . อิทธิพลของกราฟีนในอุทรไมโครไบโ ้าอาจคุณลักษณะที่กราฟีนสามารถชักนำให้เกิดความเครียดออกซิเดชันและความเสียหายของเยื่อเซลล์สมบูรณ์ ผลลัพธ์ที่ได้โดยการเพิ่มสัดส่วนของแบคทีเรียแกรมลบเนื้อเยื่อชั้นนอกของแบคทีเรียแกรมลบ สามารถลดความเสียหายที่เกิดจากเยื่อแผ่นกราฟีน และให้ความทนทานมากกว่ากราฟีน . ต่อไป เราจะพบว่า กราฟีน การเปิดรับเพิ่มขึ้นความอุดมสมบูรณ์และประเภทของ ARGs ระบุความเสี่ยงสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นของกราฟีน . การศึกษานี้ ประการแรกให้ใหม่เข้าใจถึงผลกระทบต่อสุขภาพของกราฟีนในอุทรไมโครไบโ ้า

คำสำคัญ
-
graphene ;- ความกล้าไมโครไบโ ้า ;
- ยาปฏิชีวนะ ยีนต้านทานสูง throughput sequencing ;
-