Isolation and molecular identification of a cellulotic bacterium from muncipal waste and investigation of its cellulase production / Isolamento e identificação molecular de uma bactéria celulolítica do lixo municipal e investigação de sua produção de celulase

Municipal waste is rich in lignocellulosic compounds which contain cellulose, lignin and hemicellulose. Microorganisms can break down such compounds and convert them into glucose and other carbohydrates. The current study was performed to isolate and identify cellulolytic bacteria in municipal waste. Municipal waste samples were collected and plated on Carboxymethyl cellulose (CMC) agar. Preliminary identification of the isolates was performed using standard biochemical assays. The activity of carboxymethyl cellulose (CMCase) was specified through measuring the release of reducing sugars from CMC. Different nitrogen sources at various concentrations and initial pH values were evaluated for their effect on enzyme production. Further the enzyme production was determined at different fermentation times. Molecular identification was then performed using bacterial 16s rRNA gene amplification and sequencing. A cellulolytic bacterium was isolated from municipal waste samples and identified based on morphological, physiological and biochemical characteristics along with 16S rRNA analysis. The isolated bacterium was identified as Bacillus subtilis (accession number: KU681044). Whose growth characteristics showed that its growth curve entered the logarithmic phase following 10­18 h with the stable growth phase ranging from 23 to 37 h. The optimal carbon source for fermentation was 1% rice hull, with the nitrogen source comprised of 2% peptone and yeast extract. The the minimum CMCase activity was observed at an initial medium pH of 4.0, while the maximum was observed at pH 7. The strain grew vigorously and the cellulase yield was high at 6­24 h fermentation time period. The isolated bacteria showed the degrading potential of cellulose which could be employed in local industrial process.

Resíduos urbanos são ricos em compostos lignocelulósicos que contêm celulose, lignina e hemicelulose. Microrganismos podem quebrar esses compostos e convertê-los em glicose e outros carboidratos. O presente estudo foi realizado para isolar e identificar bactérias celulolíticas em resíduos urbanos. Amostras de resíduos municipais foram coletadas e plaqueadas em ágar Carboximetilcelulose (CMC). A identificação preliminar dos isolados foi realizada utilizando ensaios bioquímicos padrão. A atividade da carboximetilcelulose (CMCase) foi especificada através da medição da liberação de açúcares redutores da CMC. Diferentes fontes de nitrogênio em várias concentrações e valores iniciais de pH foram avaliados quanto ao seu efeito na produção de enzimas. Além disso, a produção de enzima foi determinada em diferentes tempos de fermentação. A identificação molecular foi então realizada utilizando amplificação e sequenciamento do gene bacteriano 16s rRNA. Uma bactéria celulolítica foi isolada de amostras de resíduos urbanos e identificada com base em características morfológicas, fisiológicas e bioquímicas, juntamente com a análise 16S rRNA. A bactéria isolada foi identificada como Bacillus subtilis (número de acesso: KU681044). Cujas características de crescimento mostraram que sua curva de crescimento entrou na fase logarítmica após 10-18 h com a fase de crescimento estável variando de 23 a 37 h. A fonte de carbono ótima para a fermentação foi 1% de casca de arroz, com a fonte de nitrogênio composta de 2% de peptona e extrato de levedura. A atividade mínima de CMCase foi observada em um pH médio inicial de 4,0, enquanto a máxima foi observada em pH 7. A linhagem cresceu vigorosamente e o rendimento de celulase foi alto no período de 6 a 24 horas de fermentação. As bactérias isoladas mostraram o potencial de degradação da celulose que poderia ser empregada no processo industrial local.

Prevalence of ambler class a extended-spectrum- ß -lactamases (ESBLS) among Uropathogenic Escherichia coli strains isolated from Rasht city, Iran / Prevalência de ambler extended-spectrum classe A- ß -lactamases (ESBLs) entre Uropathogenic Escherichia coli isolados da cidade de Rasht, Irã

Extended spectrum -lactamases (ESBLs), a group of bacterial enzymes which are the major cause of resistance to penicillins, broad spectrum cephalosporins and monobactams, are found among the member of Enterobacteriaceae. The class A ESBLs are mainly encoded by the plasmid mediated blaSHV, blaTEM and blaCTX-M genes. In this study, prevalence of Ambler class A ESBL genes among uropathogenic E. coli (UPEC) isolates associated with community acquired infections and their antibiotic susceptibility pattern was investigated. Seventy UPEC strains were isolated from urine samples and subjected to antimicrobial susceptibility assay using disk diffusion method. Phenotypic screening of ESBL production was evaluated according to the CLSI combined disk method. Genotyping of Ambler class A ESBLs was investigated using PCR. According to the results, ESBLs was identified in 37 isolates while molecular assay showed 47 isolates harbored ESBL genes. The most prevalence was recorded for blaTEM (74.2%) followed by blaCTX-M (43.2%) and blaSHV (12.2%). Imipenem was the most effective drug and ESBL producing isolates showed higher resistance to CAZ, CRO, CFZ, CTX and FOX compared to non ESBL isolates. In conclusion, high prevalence of class A ESBL genes was observed in our study which needs more consideration and rational antibiotic prescription.

As -lactamases de espectro alargado (ESBLs), um grupo de enzimas bacterianas que são a principal causa de resistência às penicilinas, cefalosporinas de largo espectro e monobactamas, encontram-se entre os membros das Enterobacteriaceae. As ESBLs de classe A são principalmente codificadas pelos genes blaSHV, blaTEM e blaCTX-M mediados por plasmídeo. Neste estudo, foi investigada a prevalência dos genes ESBL de classe A de Ambler entre isolados de E. coli uropatogênicos (UPEC) e seu padrão de suscetibilidade aos antibióticos. Setenta cepas UPEC foram isoladas a partir de amostras de urina e submetidas a ensaio de susceptibilidade antimicrobiana utilizando o método de difusão em disco. O rastreio fenotípico da produção de ESBL foi avaliado de acordo com o método de disco combinado CLSI. A genotipagem de ESBL de classe A de Ambler foi investigada usando PCR. De acordo com os resultados, as ESBLs foram identificadas em 37 isolados enquanto que o ensaio molecular mostrou 47 isolados portadores de genes ESBL. A maior prevalência foi registrada para blaTEM (74,2%), seguida de blaCTX-M (43,2%) e blaSHV (12,2%). O imipenem foi o fármaco mais eficaz e os isolados produtores de ESBL apresentaram maior resistência a CAZ, CRO, CFZ, CTX e FOX em comparação com os isolados não ESBL. Em conclusão, a alta prevalência de genes ESBL de classe A foi observada em nosso estudo, que necessita de maior atenção e prescrição de antibióticos racionais.