নদীতে মাইক্রোপ্লাস্টিক অ্যান্টিবায়োটিক-প্রতিরোধী জীবাণু ছড়ায়

নেচার ওয়াটার জার্নালে প্রকাশিত সাম্প্রতিক এক গবেষণায়, বিজ্ঞানীরা মেটাজেনমিক এবং ভায়োম সিকোয়েন্সিং ব্যবহার করে মাইক্রোপ্লাস্টিকের উপর ভাইরাস বিতরণ, হোস্ট মিথস্ক্রিয়া এবং অ্যান্টিবায়োটিক প্রতিরোধী জিন (ARGs) স্থানান্তর পরীক্ষা করেছেন।

অ্যানথ্রোপোসিন যুগের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হলো মাইক্রোপ্লাস্টিক দূষণ, যা বিষাক্ত পদার্থের নির্গমন এবং জৈবিক টিস্যুতে সরাসরি প্রবেশের মাধ্যমে পরিবেশগত ও জনস্বাস্থ্যের ঝুঁকি তৈরি করে। মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলি মাইক্রোবায়াল উপনিবেশ এবং জৈবফিল্ম বৃদ্ধির জন্য অনন্য স্থান তৈরি করে, যা বিভিন্ন মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়ের সমন্বয়ে একটি "প্লাস্টিস্ফিয়ার" তৈরি করে। এই পৃষ্ঠগুলি বেছে বেছে রোগজীবাণুকে সমৃদ্ধ করতে পারে, যা রোগের সংক্রমণকে প্রভাবিত করতে পারে। তাদের সর্বব্যাপীতা সত্ত্বেও, প্লাস্টিস্ফিয়ার গবেষণায় ভাইরাসগুলিকে মূলত উপেক্ষা করা হয়েছে, যদিও সাম্প্রতিক প্রমাণগুলি ইঙ্গিত দেয় যে তারা মাইক্রোপ্লাস্টিকের উপর টিকে থাকে এবং ব্যাকটেরিয়া হোস্টের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। মাইক্রোপ্লাস্টিকের উপর ভাইরাল সম্প্রদায় এবং ARG সংক্রমণের পরিবেশগত প্রভাব, সেইসাথে পরিবেশ এবং মানব স্বাস্থ্যের উপর তাদের প্রভাব সম্পূর্ণরূপে বোঝার জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন।

২০২১ সালের মার্চ মাসে, চীনের গুয়াংজি প্রদেশের বেইলং নদীতে দুই ধরণের মাইক্রোপ্লাস্টিক, পলিথিন (PE) এবং পলিপ্রোপিলিন (PP) নিয়ে একটি গবেষণা পরিচালিত হয়েছিল। নগরায়ন স্তর এবং ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে নদীর তীরবর্তী পাঁচটি স্থান নির্বাচন করা হয়েছিল, যার মধ্যে গ্রামীণ থেকে শহুরে অঞ্চল অন্তর্ভুক্ত ছিল। প্রতিটি স্থানে, ২.০ গ্রাম মাইক্রোপ্লাস্টিক (PE এবং PP) এবং প্রাকৃতিক কণা (পাথর, কাঠ, বালি) নদীর জলে কালচার করা হয়েছিল। মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলিকে ৭০% ইথানল দিয়ে জীবাণুমুক্ত করা হয়েছিল এবং জীবাণুমুক্ত জল দিয়ে ধুয়ে ফেলা হয়েছিল, যখন প্রাকৃতিক কণাগুলিকে জীবাণুমুক্ত করা হয়েছিল মূল ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাল সম্প্রদায়গুলিকে নির্মূল করার জন্য। ইনকিউবেশন সময়কাল পূর্ববর্তী গবেষণার উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছিল যা 30 দিনের মধ্যে প্লাস্টিকের উপর সফল বায়োফিল্ম গঠন দেখিয়েছিল।

ইনকিউবেশনের পর, মাইক্রোপ্লাস্টিক, প্রাকৃতিক কণা এবং জলের নমুনা সংগ্রহ করে বিশ্লেষণের জন্য -২০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় সংরক্ষণ করা হয়েছিল। বৃহৎ কণা এবং তৃণভোজী প্রাণীদের ফিল্টার করে বের করা হয়েছিল এবং ইন্ডাক্টিভলি কাপলড প্লাজমা অপটিক্যাল এমিশন স্পেকট্রোমেট্রি ব্যবহার করে ধাতব ঘনত্ব নির্ধারণ করা হয়েছিল। অতিরিক্ত ভৌত রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য এবং নগরায়নের মাত্রা পরিমাপ করা হয়েছিল।

ফাস্টডিএনএ স্পিন কিট ব্যবহার করে ডিএনএ বের করা হয়েছিল এবং হাইসেক এক্স প্ল্যাটফর্মে সিকোয়েন্স করা হয়েছিল। ওপেন রিডিং ফ্রেমের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য এবং অপ্রয়োজনীয় জিন অপসারণের জন্য উচ্চ-মানের রিড প্রক্রিয়া করা হয়েছিল। বিভিন্ন বায়োইনফরমেটিক্স সরঞ্জাম ব্যবহার করে ব্যাকটেরিয়া জিনোমগুলি একত্রিত এবং টীকাবদ্ধ করা হয়েছিল। মাইক্রোপ্লাস্টিকের উপর ভাইরাল কন্টিনজেন্ট এবং সম্ভাব্য ভাইরাল ক্লাস্টার সনাক্ত করার জন্য ভাইরাল ডিএনএ বের করা হয়েছিল, সমৃদ্ধ করা হয়েছিল এবং সিকোয়েন্স করা হয়েছিল।

মেটাজেনমিক সিকোয়েন্সিং ব্যবহার করে, বেইলং নদী অববাহিকা থেকে মাইক্রোপ্লাস্টিক নমুনায় মোট ২৮,৭৩২টি ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি শনাক্ত করা হয়েছিল। প্রধান ফাইলা ছিল প্রোটিওব্যাকটেরিয়া, অ্যাসিডোব্যাকটেরিয়া, অ্যাক্টিনোব্যাকটেরিয়া এবং ক্লোরোফ্লেক্সি, যা ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়ের ৫২.৬% ছিল। প্রজাতির সমৃদ্ধি এবং সমতা স্থান বা মাইক্রোপ্লাস্টিকের ধরণ অনুসারে কোনও উল্লেখযোগ্য পার্থক্য দেখায়নি। ২৫,৮৮৩টি প্রজাতি নিয়ে গঠিত মূল ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়টি মোট সনাক্তকৃত প্রজাতির ৭৮.৪% ছিল, যার মধ্যে ১২,২৮৪টি প্রজাতি একটি PE নমুনা ছাড়া সমস্ত নমুনায় সাধারণ। বেশিরভাগ প্রজাতি (২৮,৫৯৯) PE এবং PP মাইক্রোপ্লাস্টিকের সাথে সাধারণ ছিল, যথাক্রমে PE এবং PP এর সাথে অনন্য ৪৯ এবং ৮৪টি প্রজাতি।

প্রায় ০.৩২% ব্যাকটেরিয়া প্রজাতি সম্ভাব্য রোগজীবাণু ছিল, ১১টি ফাইলায় ৯১টি প্রজাতি সনাক্ত করা হয়েছিল। প্রধান রোগজীবাণু ছিল বার্কহোল্ডেরিয়া সেপাসিয়া (১৩.২৯%), ক্লেবসিয়েলা নিউমোনিয়া (১০.২১%) এবং সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসা (৭.৫৯%)। স্থানগুলির মধ্যে মাইক্রোবায়াল সম্প্রদায়ের মিলের ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য দূরত্ব-দিনের প্রভাব পাওয়া গেছে (R2 = 0.842, P < 0.001)। NMDS বিশ্লেষণে PE এবং PP মাইক্রোপ্লাস্টিকের মধ্যে ব্যাকটেরিয়া সম্প্রদায়ের কাঠামোর পার্থক্য দেখা গেছে।

ভাইরাল সম্প্রদায়ের জন্য, ২২৬,৮৫৩টি গণনা পাওয়া গেছে, যার বেশিরভাগই ১,০০০ kb-এর কম। মায়োভিরিডি এবং সিফোভিরিডি প্রাধান্য পেয়েছে, যা ভাইরাল প্রাচুর্যের ৫৮.৮%। মাইক্রোপ্লাস্টিক ধরণের মধ্যে ভাইরাল সমৃদ্ধি এবং সমতা উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন ছিল না। ভাইরাল সংখ্যা ৫০১টি জেনারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছিল, যার মধ্যে ৩৬৪টি PE এবং PP-তে সাধারণ ছিল। সাইটগুলির মধ্যে ভাইরাল সম্প্রদায়গুলিতে একটি উল্লেখযোগ্য দূরত্ব-দিনের প্রভাব পাওয়া গেছে। NMDS বিশ্লেষণে PE এবং PP মাইক্রোপ্লাস্টিকের মধ্যে ভাইরাল সম্প্রদায়ের পার্থক্য দেখানো হয়েছে।

বিভিন্ন ডাটাবেস ব্যবহার করে মাইক্রোপ্লাস্টিকের উপর ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাল সিকোয়েন্সের কার্যকরী জিনের একটি টীকা তৈরি করা হয়েছিল। বেশিরভাগ ভাইরাল জিন অশ্রেণীবদ্ধ বা দুর্বলভাবে চিহ্নিত ছিল, তাদের মধ্যে কিছু জিনগত তথ্য প্রক্রিয়াকরণ এবং কোষীয় প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত ছিল। ব্যাকটেরিয়ার কার্যকরী জিনগুলিও অশ্রেণীবদ্ধ ছিল, তাদের মধ্যে কিছু বিপাকীয় পথ এবং জৈব সংশ্লেষণের সাথে সম্পর্কিত ছিল। ভাইরাল এবং ব্যাকটেরিয়া সিকোয়েন্সে ধাতব প্রতিরোধ জিন (MRG) এবং ARG পাওয়া গেছে, সবচেয়ে সাধারণ ছিল Cu, Zn, As এবং Fe এর প্রতিরোধ।

ব্যাকটেরিয়াজনিত ARG প্রাথমিকভাবে একাধিক ওষুধ, ম্যাক্রোলাইড, লিনকোসামাইড এবং স্ট্রেপ্টোগ্রামিন (MLS) এবং টেট্রাসাইক্লিনের বিরুদ্ধে প্রতিরোধকে এনকোড করে, যেখানে ভাইরাল ARG-তে ট্রাইমেথোপ্রিম, টেট্রাসাইক্লিন এবং MLS-এর প্রতিরোধ জিন অন্তর্ভুক্ত ছিল। ভাইরাস এবং তাদের ব্যাকটেরিয়া হোস্টের মধ্যে ARG এবং MRG-এর অনুভূমিক স্থানান্তর পরিলক্ষিত হয়েছিল, যা মাইক্রোপ্লাস্টিক প্রচারকারী সম্ভাব্য জেনেটিক বিনিময় নির্দেশ করে।

গবেষণায় বেইলুন নদীর প্রাকৃতিক কণার তুলনায় মাইক্রোপ্লাস্টিকে উপনিবেশ স্থাপনকারী ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাল সম্প্রদায়ের মধ্যে পার্থক্য পাওয়া গেছে। যদিও বিভিন্ন স্থানে বৈচিত্র্য একই রকম ছিল, মাইক্রোপ্লাস্টিকের ধরণ সম্প্রদায়ের গঠনকে প্রভাবিত করেছিল। গুরুত্বপূর্ণভাবে, গবেষকরা মাইক্রোপ্লাস্টিকের উপর ব্যাকটেরিয়া এবং ভাইরাসের সাথে সম্পর্কিত সম্ভাব্য রোগজীবাণু এবং ARG সনাক্ত করেছেন। তারা ভাইরাস এবং ব্যাকটেরিয়ার মধ্যে অনুভূমিক জিন স্থানান্তরের প্রমাণ পর্যবেক্ষণ করেছেন, যা পরামর্শ দেয় যে মাইক্রোপ্লাস্টিক জলজ পরিবেশে অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল প্রতিরোধের বিস্তারে অবদান রাখতে পারে। এই অনুসন্ধানগুলি মাইক্রোপ্লাস্টিক দূষণের সাথে সম্পর্কিত সম্ভাব্য পরিবেশগত এবং জনস্বাস্থ্য ঝুঁকিগুলিকে তুলে ধরে।