Ringkasan Makalah
Metodologi
Studi ini mengamati 594 penghuni tanah Listeria genom yang dikumpulkan dari lingkungan alami di seluruh Amerika Serikat. Para peneliti menggunakan pengurutan seluruh genom untuk mengidentifikasi gen resistensi antibiotik (ARG) pada 19 spesies Listeria. ARG fungsional didefinisikan sebagai ARG dengan cakupan urutan melebihi 80% dan tidak ada kodon penghentian prematur.
Untuk mengeksplorasi hubungan antara faktor genetik dan lingkungan, para peneliti memasangkan data genom dengan informasi lingkungan, termasuk sifat tanah, penggunaan lahan, dan geolokasi. Teknik analisis tingkat lanjut, seperti analisis filogenetik dan pembelajaran mesin, digunakan untuk menyelidiki peran transfer gen horizontal (HGT) – terutama dimediasi oleh transformasi – dan seleksi lingkungan dalam evolusi ARG.
Hasil Utama
Studi ini mengidentifikasi lima ARG fungsional: lin, mprF, sul, fosX, dan norB, yang sebagian besar ditemukan pada spesies yang berkerabat dekat dengan Listeria monocytogenes. Gen-gen ini memberikan resistensi terhadap antibiotik seperti lincomycin, defensin, dan fosfomycin. Kekayaan ARG sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, termasuk sifat tanah seperti kadar aluminium dan magnesium serta pola penggunaan lahan seperti tutupan hutan.
Transfer gen horizontal, yang sebagian besar difasilitasi oleh transformasi, memainkan peran penting dalam menyebarkan ARG ke seluruh spesies, sementara mekanisme lain seperti transduksi dan konjugasi ternyata kurang signifikan. Secara geografis, prevalensi ARG lebih tinggi di Amerika Serikat bagian timur, sebuah pola yang didorong oleh keberadaan ARG L.monositogen dan spesies lain dengan kekayaan ARG tinggi.
Keterbatasan Studi
Ketergantungan penelitian ini pada pengurutan genom dan model komputasi mungkin tidak sepenuhnya menangkap transfer gen secara real-time atau interaksi lingkungan yang kompleks. Meskipun transfer gen horizontal dianggap sebagai mekanisme yang signifikan, jalur pastinya – terutama yang melibatkan transformasi – memerlukan validasi eksperimental lebih lanjut.
Selain itu, fokus geografis penelitian ini di Amerika Serikat membatasi kemampuan generalisasi temuan pada wilayah dengan kondisi lingkungan berbeda. Tidak adanya data dari reservoir lain, seperti air atau hewan, semakin membatasi cakupan kesimpulan penelitian tersebut.
Diskusi & Kesimpulan
Temuan ini menyoroti peran penting lingkungan tanah dalam evolusi dan penyebaran gen resistensi antibiotik. Listeria sensu ketat spesies yang berkerabat dekat dengan patogen sejenisnya L.monositogenmenunjukkan kekayaan ARG yang lebih tinggi, menunjukkan keunggulan selektif dalam kondisi lingkungan tertentu. Sifat tanah, seperti kandungan logam dan pola penggunaan lahan, muncul sebagai pendorong utama keanekaragaman ARG.
Pemahaman ini menekankan pentingnya pemantauan ekosistem tanah sebagai reservoir resistensi antibiotik, terutama di wilayah yang terkena dampak perubahan lingkungan yang disebabkan oleh alam atau manusia. Studi ini menggarisbawahi bahwa mengatasi resistensi antibiotik memerlukan pendekatan yang lebih luas yang mempertimbangkan kontribusi lingkungan serta sumber-sumber klinis dan pertanian.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didanai dan dilakukan oleh berbagai departemen di Virginia Tech, termasuk Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan Pusat Emerging Zoonotic dan Arthropod-Borne Pathogens. Tidak ada konflik kepentingan atau bias yang diungkapkan oleh penulis.
