AP
Alexander Pritchard
Author with expertise in Ecology and Evolution of Viruses in Ecosystems
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(100% Open Access)
Cited by:
5
h-index:
4
/
i10-index:
3
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
1

Methods for the targeted sequencing and analysis of integrons and their gene cassettes from complex microbial communities

Timothy Ghaly et al.Sep 8, 2021
Abstract Integrons are bacterial genetic elements that can integrate mobile gene cassettes. They are mostly known for spreading antibiotic resistance cassettes among human pathogens. However, beyond clinical settings, gene cassettes encode an extraordinarily diverse range of functions important for bacterial adaptation. The recovery and sequencing of cassettes has promising applications, including: surveillance of clinically important genes, particularly antibiotic resistance determinants; investigating the functional diversity of integron-carrying bacteria; and novel enzyme discovery. Although gene cassettes can be directly recovered using PCR, there are no standardised methods for their amplification and, importantly, for validating sequences as genuine integron gene cassettes. Here, we present reproducible methods for the PCR amplification, sequence processing, and validation of gene cassette amplicons from complex communities. We describe two different PCR assays that either amplify cassettes together with integron integrases, or gene cassettes together within cassette arrays. We compare the use of Nanopore and Illumina sequencing, and present bioinformatic pipelines that filter sequences to ensure that they represent amplicons from genuine integrons. Using a diverse set of environmental DNAs, we show that our approach can consistently recover thousands of unique cassettes per sample and up to hundreds of different integron integrases. Recovered cassettes confer a wide range of functions, including antibiotic resistance, with as many as 300 resistance cassettes found in a single sample. In particular, we show that class 1 integrons appear to be collecting and concentrating antibiotic resistance genes out of the broader diversity of cassette functions. The methods described here can be applied to any environmental or clinical microbiome sample.
1
Citation4
0
Save
14

Antimicrobial resistance in dairy slurry tanks: a critical point for measurement and control

Michelle Baker et al.Feb 22, 2022
Abstract Waste from dairy production is one of the world’s largest sources of contamination from antimicrobial resistant bacteria (ARB) and genes (ARGs). However, studies to date do not provide necessary evidence to inform antimicrobial resistance (AMR) countermeasures. We undertook a detailed, interdisciplinary, longitudinal analysis of dairy slurry waste. The slurry contained a population of ARB and ARGs, with resistances to current, historical and never-used on-farm antibiotics; resistances were associated with Gram-negative and Gram-positive bacteria and mobile elements (IS Ecp1 , Tn 916 , Tn 21 -family transposons). Modelling and experimental work suggested that these populations are in dynamic equilibrium, with microbial death balanced by fresh input. Consequently, storing slurry without further waste input for at least 60 days was predicted to reduce ARB spread onto land, with >99% reduction in cephalosporin resistant Escherichia coli . The model also indicated that for farms with low antibiotic use, further reductions are unlikely to reduce AMR further. We conclude that the slurry tank is a critical point for prevalence and control of AMR, and that measures to limit the spread of AMR from dairy waste should combine responsible antibiotic use, including low total quantity, avoidance of human critical antibiotics, and choosing antibiotics with shorter half-lives, coupled with appropriate slurry storage.
14
Paper
Citation1
0
Save