Transcriptomic analysis of klebsiella pneumoniae exposed to biologically synthesized silver nanoparticles

Gümüş nanopartikülleri nanobilim ve nanoteknoloji alanlarında önemli bir rol oynamaktadır. Gümüş nanopartikülleri, özellikle nanotıpta, antibakteriyel ve antifungal aktiviteye sahip yeni ilaçların geliştirilmesinde umut vericidir. Çeşitli fiziksel, kimyasal ve biyolojik yöntemler gümüş nanopartiküllerinin sentezi için kullanılabilmektedir. Bu çalışma, Antarktik bir aktinobakteri olan Arthrobacter sp. H14-L1 tarafından sentezlenen gümüş nanopartiküllerine maruz kalan Klebsiella pneumoniae'nın transkriptomik analizi için planlanmıştır. Sentezlenen gümüş nanopartikülleri görünür ve ultraviyole ışık spektroskopisi (UV-vis), taramalı elektron mikroskopisi-enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (SEM-EDX) ve X-ışını kristalografisi ile karakterize edilmiştir. UV-vis analizine göre gümüş nanopartikülleri 419 nm dalgaboyunda maksimum absorbans göstermiştir. SEM-EDX analizi, Arthrobacter sp. H14-L1 tarafından sentezlenen gümüş nanopartiküllerinin küresel biçimde ve ortalama 58-68 nm boyutlarında olduğunu göstermiştir. X-ışını kristalografisi analizi, sentezlenen gümüş nanopartiküllerinin kristal yapıda olduğunu doğrulamıştır. Gümüş nanopartikülü sentezinde kullanılan Arthrobacter sp. H14-L1'in genomu NCBI GenBank'tan indirilerek biyosentetik gen kümeleri ve filogenetik özellikleri analiz edilmiştir. Sentezlenen gümüş nanopartiküllerinin Klebsiella pneumoniae gelişimini inhibe ettiği gösterilmiştir. Gümüş nanopartikülüne maruz kalan K. pneumoniae hücrelerinde meydana gelen gen ekspresyon farklılıklarını ortaya çıkarmak amacıyla RNA-Seq analizi yapılmıştır. Arthrobacter sp. H14-L1 tarafından sentezlenen gümüş nanopartiküllerine maruz kalan K. pneumoniae'da meydana gelen gen ekspresyon farklılıkları, istatistiksel olarak önemli olmamakla birlikte, genel olarak karbohidrat metabolizması, aminoasit biyosentez ve degradasyonu ve stres cevabı ile ilişkili genlerin ekspresyonlarında farklılık gözlenmiştir. Bu çalışma ile elde edilen sonuçlar, gümüş nanopartiküllerinin bakteri hücreleri üzerindeki toksisitesinin moleküler mekanizmalarının anlaşılmasına katkı sunmaktadır.