Noviembre…se acerca el final del semestre!!!!

November 22, 2008 at 4:41 pm (NOVIEMBRE)

Resultados hacia la recta final.

 

Este semestre pude terminar la primera parte de mi proyecto.  La misma estaba basada en un estudio (“screening”) de integrones bacterianos a través de todo Puerto Rico, específicamente en muestras tomadas de arena de playa, aguas de plantas de tratamiento y suelo de bosques/ zonas rurales y urbanas.  Detectamos en nuestra investigación integrones clase 1 y clase 2 a través de toda la isla en frecuencias signifcativamente altas (recordando que integrones clase 1-3 son elementos genéticos que confieren resistencia a antibióticos).  Detectamos también integrones clínicos clase 3, aunque con una frecuencia menor.  Los mismos no habían sido detectados nunca antes en Puerto Rico, y los encontramos únicamente en el área de Adjuntas.  También recopilamos las secuencias de las integrasas muestradas (de las tres clases).  Entre estas (todavía en proceso de análisis) entendemos que tenemos integrasas noveles, específicamente de clase 3.

En cuanto a mi segundo proyecto, he estado trabajando haciendo un “screening”, o un estudio para detectar la presencia de integrones bacterianos en yogurts orgánicos comerciales.  Hasta este punto, hemos podido extraer DNA de los yogurts, fácilmente.  Amplificamos el 16s, por lo que confirmamos que el DNA era amplificable y procedimos a la búsqueda de integrones.  Recientemente pudimos amplificar integrasas universales en este DNA, lo que nos dice que existe alguna de las 9 clases de integrones bacterianos en ese DNA.  En este momento nos encontramos en el proceso de amplificar las clases específicas de integrones (1-3), para con eso poder determinar si hay integrones de resistencia a a anitbióticos en estos productos comerciales comestibles.  De ser así esto resultaría amenazante como fuente de dispersión oral.

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Background Information of Bacterial Integrons

February 23, 2008 at 4:01 pm (Información sobre integrones bactarianos/Background in, My projecto/My proyect)

During the past 20 years a significant amount of information related to the mechanism and spread of antibiotic resistance has become available.   Recently, the impact of horizontally transmitted genetic determinants

and the role of recombination in the recruitment of resistance genes have been highlighted.  Resistance genes can be exchanged among bacterial populations. Several mechanisms for the acquisition and dissemination of resistance determinants involve DNA exchange and in this way resistance genes can spread efficiently among bacterial populations from animals and humans .  The identification of specialised genetic structures responsible for the acquisition of resistance genes on horizontal gene vehicles represents an important discovery in our understanding of antibiotic resistance mechanisms. Naturally occurring gene expression elements, called integrons, have been described as a very efficient genetic mechanism by which bacteria can acquire resistance genes. Integrons promote the capture of one or more gene cassettes within the same attachment site, thereby forming composite clusters of antibiotic resistance genes.

Integrons are gene expression systems that incorporate ORFs (open reading frames) and convert them into functional genes. The essential components of an integron include the integrase gene (intI), the attachment site (attI) and the promoter, which promotes the expression of any suitably integrated gene(s).

The most common integrons are classified by classes 1-3:

Class 1 represents the most common structure and most of the elements belonging to this class are characterized by the presence of two conserved segments, the 5’-conserved segment (5’-CS) and 3’-conserved segment (3’-CS). The 5’-CS contains the intI gene, the attI site and the promoter, while the 3’-CS codes for the sul1 gene, conferring resistance to sulphonamides and the qacED1 gene, conferring resistance to quaternary ammonium compounds used

as disinfectants. In addition, the 3’-CS carries the ORF5 encoding a protein of unknown function.

Class 2 integrons have also been described and these are included in the Tn7 family of transposons. Tn7 contains three integrated gene cassettes (dhfrIsat- aadA1) adjacent to a defective integrase gene (intI2) located at 5’-CS. The Tn7 attI site is located between the intI2 gene and the first inserted resistance gene as described for class 1 integrons. Class 2 integrons do not contain the sul1 gene but in fact include genes whose function promotes Tn7 transposition. 

To date, only one class 3 integron has been reported, containing the blaIMP gene cassette that confers resistance to broadspectrum b-lactams including carbapenems, and part of the aacA4 gene, previously identified

as a gene cassette in class 1 integrons. The integrase gene (intI3) demonstrated an identity of 60.9% to the intI1 gene at the amino acid level, with the gene cassette boundaries showing atypical recombination sites.  It is noteworthy that despite the differences in the integrase and attI site sequences, the same gene cassettes are thought to be acquired by all three integron classes, as identical gene cassettes have been found in classes 1 and 2 and in classes 1 and 3. This observation suggests that the class-specific integrases work on an apparently common pool of resistance gene cassettes.

Summary of the review:

Carattoli A.  Importance of integrons in the diffusion of resistance. Vet Res. 2001 May-Aug;32(3-4):243-59. Review.

PMID: 11432416 [PubMed - indexed for MEDLINE]

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Mi proyecto de Investigación

February 10, 2008 at 3:04 am (My projecto/My proyect)

Actualmente mis intereses son terminar mi bachillerato en Microbiología Industrial.  Formo parte del programa MARC y de BIO-MINDS.  En cuanto a mi carrera profesional, espero graduarme y continuar estudios post-graduados hasta alcanzar un posible MD./Ph.D.  El estar en el programa de Bio-Minds me ayudará a adquirir la experiencie técnica necesaria para poder estar a la altura competitiva de cualquier estudiante a nivel de escuela graduada.  

Estoy llevando a cabo una investigación bajo la tutela del Dr. Carlos Rodriguez del Departamento de Biología.  Estamos explorando la distribución ambiental de integrones ambientales por medio de una técnica genética en la cual capturamos los genes casettes por medio de un mecanismo de un lugar específico y un evento catalizado por una integrasa.  Nuestros resultados preliminares han demostrado que las integrasas de los integrones encontrados en el área clínica poseen multiresistencia a antibióticos.  Se han hecho los aislamientos de plantas de tratamiento de agua para poder comprobar si existen en la naturaleza.  Actualemtne estamos enfocados en determinar si estos integrones estan cargados de genes casettes con resistencia a antibióticos.

Seleccioné ésta área para investigación porque el semestre pasado tuve la oportunidad de trabajar con el Dr. Rodriguez en este proyecto y me gustó mucho.  Como ya tenía experiencia y me gustaba mucho el laboratorio decidí quedarme allí, una vez entré al programa de Biominds.

Mi experiencia en el laboratorio hasta el día de hoy ha sido muy buena.  Llevo solo siete meses, en el proyecto pero he podido desarrollar muchas técnicas.  He aprendido a utilizar y programar un termociclador, hacer PCR’s, electroforesis, extracciones de DNA, extracciones de plásmidos, librerias de clones entre otras cosas.

Tenemos como meta para este semestre secuenciar los plásmidos de los integrones aislados, y poderlos comparar con sepas clínicas aisladas del Hospital de Veteranos de Mayaguez.

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Nowadays my interests are to finish my baccalaureate in Industrial Microbiology. I form a part of the program MARC and  BIO-MINDS. As for my professional career, I expect to classify(to confer a degree) and to continue studies post-classified up to reaching a possible MD./Ph. D. Being in the Bio-Minds’s program will help me to acquire the technical experiencie necessary to be competitive with any student to level of graduated school. 

Our preliminary results have demonstrated that the integrases of the integron found in the clinical area, possess multiresistance to antibiotics. We have done isolations of samples on water treatment plants to test their existance through the treatment cycle.  Or focus is determining if these integrons are loaded with genes casettes with resistance to antibiotics.

I selected this area for my research because the past semester I had the opportunity to work with Dr. Rodriguez with this project, and I liked it very much. My experience at the laboratory until today has been very good. I have been doing research only seven months, with this project but I have developed many skills that have helped me. I have learned to use and program a termocicler machine, I can do PCR’s, electroforesis, DNA’s extractions, Plasmid extractions, cloning libraries etc.

As a goal for this semester, we want to sequence the plasmids of the isolated integrons, and be able to compare them with know clinics isolated of the Veterans’ Hospital of Mayaguez.

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