Rapid detection and identification of bacterial pathogens in drinking water sources using DNA-based methods and immunoimmobilization technology
İçme suyu kaynaklarındaki bakteriyel patojenlerin DNA'ya dayalı yöntemler ve immünoimmobilizasyon teknolojisi kullanılarak tespiti ve tanımlanması
- Tez No: 343197
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHAR İNCE, PROF. DR. RECEP AVCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Microbiology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Temiz su, insan sağlığı ve yaşamın sürdürülmesi için temel bir ihtiyaçtır. Su kaynaklı patojenler ve sebep oldukları hastalıklar, toplum sağlığı için önemli tehdit oluşturmaktadır. İçme suyu, bu patojenlerin yayılmasındaki esas yollardan biridir. Su kaynaklı hastalıkların ve olası salgınların önlenebilmesi için mikrobiyal komünitenin izlenmesi en önemli uygulamalardan biridir. İçme su kaynaklarındaki kirlilik seviyesinin ve patojenik tehditlerin anlaşılabilmesi için kimyasal parametrelerin ve mikrobiyolojik çeşitliliğin kapsamlı olarak analiz edilmesi esastır. Hızlı patojen tayin yöntemlerinin geliştirilmesi, sahada ölçüm yapılabilmesi açısından önemlidir. Bu çalışma iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, İstanbul?a su temin edilen içme suyu kaynaklarındaki fizikokimyasal ve bakteriyolojik bileşenlerin incelenmesini kapsamaktadır. Fizikokimyasal kalite izlemesi kapsamında pH, iletkenlik, çözünmüş madde, tuzluluk, çözünmüş organik karbon, ağır metaller anyonlar ve katyonlar ölçülmüştür. Bakteriyolojik karakterizasyon için DGGE, dizi analizi ve qPCR gibi kültürden bağımsız, DNA?ya dayalı yöntemler kullanılmıştır. İkinci bölümde farklı E. coli suşlarının tespiti için immunoimmobilizasyona dayalı hızlı ve hassas bir tespit yöntemi geliştirilmiştir. Saha numunelerinin ölçümü için immunoimmobilizasyon yöntemi ile birlikte yeni geliştirilmiş olan BiyoTrap® teknolojisi kullanılmıştır. Su numunleri, içme suyu arıtma tesislerindeki su alma yapılarından alınmıştır. Kimyasal parametreler çoğunlukla yönetmelikte verilen değerlerle uyumludur. Bakteriyel çeşitlilik, DGGE ve kesilen bantların dizi analizi yapılarak incelenmiştir. DGGE, su örneklerinde toplam 66 farklı türün bulunduğunu ortaya çıkarmıştır. Dizileme sonuçları, mevcut veritabanları ile karşılaştırılmış ve su örneklerindeki bakterilerin 53%, 24%, 16%, 5% ve 3% oranlarında, sırasıyla, Bacteria, Cyanobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, and Bacteroidetes taksonomik gruplarına ait olduğu tespit edilmiştir. İstatistiksel analiz sonuçlarına göre Cr, Zn, Co, F-, ve NO3- miktarının bakteriyel çeşitlilik üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. ETEC, EHEC, Legionella ve Salmonella türlerine özgü sırasıyla, LT, stx, mip ve hilA genleri, qPCR kullanılarak sayılmıştır. ETEC, EHEC, Legionella ve Salmonella için 25 ng DNA/?l?de bulunan maksimum gen kopya sayısı sırasıyla 6.74x1011, 1.63x104, 1.48x106 ve 1.33x106 olarak bulunmuştur. Patojenik E. coli suşları, fimbrial ve LPS antijenlerine özgü antikorlar kullanılarak active edilmiş altın kaplı yüzeylere etkin olarak immobilize edilmiştir. E. coli suşları antikor dizileri üzerinde seçici olarak ayrılmıştır. Etkin bir immobilizasyon sağlanabilmesi için gereken en düşük antikor miktarı 4 ug/ml olarak belirlenmiştir. İmmunoimmobilizasyon yöntemi için minimum ölçüm sınırı 10^4 cfu/ml olarak hesaplanmıştır. Çevre numunelerinin BiyoTrap® kullanılarak konsantre edilmesi immobilizasyon verimini oldukça arttırmıştır. Ayrıca, minimum ölçüm sınırı BiyoTrap® kullanılarak 10^2 cfu/ml olarak geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Clean water is a basic requirement for the survival of the planet and is essential for human health. Water-borne pathogens and the diseases they cause have been a serious threat to public health. Drinking water is a major route for spreading of such pathogens. Monitoring of microbial community is one of the most significant practices for prevention of water-related diseases and potential outbreaks. Comprehensive analysis of chemical composition and microbiological structure of drinking water reservoirs is essential for understanding the levels of contamination and pathogenic threats. Rapid pathogen detection methods are critical for on-site experiments. This study involves two parts. The first part covers investigation of physicochemical and bacteriological composition of drinking water reservoirs in İstanbul. Physicochemical quality was monitored in terms of pH, conductivity, total dissolved solids, salinity, dissolved organic carbon, heavy metals, anions and cations. Bacteriological characterization was performed using culture-independent, DNA-based methods such as DGGE, sequencing and qPCR. The second part includes development of a rapid and sensitive detection method based on immunoimmobilization for selected E. coli strains. A recently developed BiyoTrap® technology was used in combination with immunoimmobilization method for analyzing field samples taken from water reservoirs. Water samples were taken from water intake chambers of drinking water treatment plants. Chemical quality parameters were mostly in agreement with regulation limits. Bacterial diversity was investigated with a combination of DGGE, band excising and sequencing of excised bands. DGGE revealed the presence of 66 OTUs in samples. Similarity research of DGGE band sequences, bacteria available in reservoir samples belong to the members of Bacteria, Cyanobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, and Bacteroidetes with abundances of 53%, 24%, 16%, 5%, 3% respectively. According to principal component and correlation analysis, Cr, Zn, Co, F-, and NO3- were found to have a significant impact on bacterial community. qPCR was used for quantification of ETEC, EHEC, Legionella and Salmonella targeting specific genes namely LT, stx, mip and hilA respectively. Maximum gene copy numbers for ETEC, EHEC, Legionella and Salmonella were quantified as 6.74x1011, 1.63x104, 1.48x106 and 1.33x106 per 25 ng DNA/?l respectively. Pathogenic E. coli strains were efficiently immobilized on gold surfaces activated with antibodies specific to their fimbrial and LPS antigens. The strains were selectively sorted on antibody microarrays. Minimum antibody requirement for effective immobilization of bacteria was determined as 4 ug/ml. Minimum detection limit of immunoimmobilization method was 10^4 cfu/ml. Pre-concentration of environmental samples using BiyoTrap® considerably enhanced the immobilization efficiency of target bacteria on antibody modified chips. Minimum detection limit was improved to 10^2 cfu/ml using BiyoTrap®.
Benzer Tezler
- Erzurum ve çevresindeki inek sütlerinde PCR yöntemi ile Brucella abortus'un belirlenmesi
PCR identification of brucella aburtus in cattle milk samples collected from Erzurum and its vicinity, Turkey
TÜLİN ARASOĞLU
- Infection and co-infection in critical illness: Rapid diagnosis by MT-PCR
Başlık çevirisi yok
TUBA ÜNAL
- Pozitif sinyal veren kan kültürü şişelerinden, antimikrobiyal duyarlılık testi sonuçlarının EUCAST RAST disk difüzyon yöntemi ile saptanması ve bu yöntemin standart diğer yöntemlerle karşılaştırılması
Detection of antimicrobial susceptibility test results from positive signal blood culture bottles by EUCAST RAST disk diffusion method and comparison of this method with other standard methods
MUHAMMET RIDVAN TAYŞİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon HastalıklarıSağlık Bilimleri ÜniversitesiEnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖNÜL ÇİÇEK ŞENTÜRK
- Alabalıklarda bakteriyel balık patojenlerinin teşhisinde yeni izolasyon ve identifikasyon yöntemlerinin uygulanması
Application of new isolation and identification methods in diagnosis of bacterial fish pathogens in trout
EZGİ DİNÇTÜRK
Doktora
Türkçe
2019
Su Ürünleriİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEVFİK TANSEL TANRIKUL
- Kan kültüründe üreyen gram pozitif koklarda identifikasyon, mecA ve van genlerinin hızlı yöntemle belirlenmesi
Identification and detection of mecA and van genes of gram positive cocci by rapid assay among positive blood cultures
BARIŞ GÜLHAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
MikrobiyolojiDicle ÜniversitesiMikrobiyoloji ve Klinik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN SUAY
