Differential gene expression analysis of candida albicans exposed to biologically-synthesized silver nanoparticles

Gümüş nanopartikülleri, terapötik özelliklerinden dolayı nanoteknoloji ve biyotıpta çeşitli amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bitkiler, algler, mantarlar ve bakterilerin gümüş nanopartiküllerini (AgNP'ler) biyolojik olarak üretebildiği ve bu nanopartiküllerin hücreler üzerinde antibakteriyel, antioksidan ve sitotoksik gibi çeşitli etkileri olduğu bilinmektedir. Birçok biyoaktif sekonder metaboliti üretebilen aktinobakterilerin de gümüş nanopartikülleri sentezleyebildiğine dair çalışmalar bulunmaktadır. Ancak, biyolojik olarak üretilen gümüş nanopartiküllerinin canlı hücrelere karşı gösterdiği sitotoksisitenin moleküler mekanizmaları üzerine çok az çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmada, Antarktika'dan izole edilmiş bir aktinobakteri olan Microbacterium sp. H37-C3, hücre dışı olarak gümüş nanopartikülleri üretmek için kullanılmış olup biyolojik olarak sentezlenen gümüş nanopartiküllerinin Candida albicans üzerindeki sitotoksisitesi transkriptomik bir yaklaşımla araştırılmıştır. Biyolojik olarak sentezlenen gümüş nanopartiküllerinin fiziksel özellikleri, UV-vis spektroskopi (UV-Vis), enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) ile karakterize edilmiştir. Microbacterium sp. H37-C3 tarafından sentezlenen gümüş nanoparçacıkların, 417 nm'de maksimum absorbans gösterdiği tespit edilmiştir. Gümüş nanoparçacıkların ortalama parçacık boyutu 15-30 nm arasında değişmektedir ve sentezlenen gümüş nanoparçacıklar kristal yapıdadır. Ayrıca, Microbacterium sp. H37-C3 suşunun tüm genom dizisi NCBI GenBank'tan indirilerek genom özellikleri ikincil metabolit biyosentetik gen kümelerini ve suşun filogenetik ilişkisini ortaya çıkarmak için analiz edilmiştir. Gümüş nanopartiküllerine maruz kalan Candida albicans ve kontrol grubu arasındaki diferansiyel gen ekspresyon analizi, gen ekspresyon seviyesindeki antimikrobiyal aktivite mekanizmasını ortaya çıkarmak için yapıldı. Numuneler arasında gen ekspresyon seviyelerinde istatistiksel olarak önemli bir değişiklik gözlenmemesine rağmen, gen ekspresyonunun düzenlenmesinden sorumlu olan bazı küçük nükleolar RNA'ları kodlayan genlerin ekspresyonu ile sitokrom c oksidaz ve telomer uzunluğunun korunmasından sorumlu bazı genlerin ekspresyonu AgNP işleminden etkilenmiştir. Sonuçlar, gümüş nanopartiküllerin ökaryotik hücreler üzerindeki toksisite mekanizmalarının gen ekspresyon seviyesinde anlaşılmasına katkı sunmaktadır.