Heavy metals, such as silver (Ag), copper (Cu) or mercury (Hg), have been used as antimicrobial agents for quite some time in human history. Silver has inhibitory or lethal effects on a broad range of bacteria and fungi. Furthermore, heavy metals are useful against viruses. The applications of silver dealing with bacteria comprise industrial, agricultural, medical and healthcare areas. They were used as disinfectants in hospitals as well as in the treatment of several infectious diseases such as tuberculosis, leprosy, gonorrhea, and syphilis. Silver is not an essential metal for bacterial metabolism and low concentrations of its ions are toxic. Increasing usage of silver has brought about a resistance problem, especially in Gram-negative bacteria. There are several reported cases in the literature indicating the acquisition of silver resistance in Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, and Pseudomonas aeruginosa. Silver ions must enter into the cells to show their antimicrobial effect. In order to cope with the silver stress, the Gramnegative bacteria take advantage of active efflux pumps and outer membrane-mediated decreased permeability. In this study, the relative gene expression levels of important transport system proteins, namely as CusB, CusF, and CusS, were determined in E.coli ATCC 8739 strain using RT-qPCR method. At the beginning of the study, UV-induced and spontaneous silver resistant E.coli mutants were generated. Both the UV-induced and spontaneous mutants were examined for three of the indicated proteins. Gene expression levels of each mutant were compared with the original E.coli ATCC 8739 strain and among themselves. The significance of the relative expression levels of the transport proteins was determined statistically by using one-way ANOVA with Tukey's multiple comparison post-test. The results indicated that cusB, cusF, and cusS genes' expressions were significantly higher than the parent E.coli strain. It appeared that the cusCFBA efflux pump has crucial importance for the export of silver ions from the bacterial cells. The increase in gene expression levels in mutants was independent of the way that the mutants had been generated. In this regard, E.coli evidently relies heavily on efflux pumps to adapt themselves to the environment containing high concentrations of silver.

Gümüş, bakır veya cıva gibi ağır metaller, bakteriler üzerindeki toksik etkilerinden dolayı yıllardan beri antimikrobiyal ajan olarak kullanılmaktadır. Ağır metallerin bakteri üzerindeki etkilerinden endüstriyel, tarımsal, medikal ve sağlık hizmeti verilen alanlarda yararlanılmaktadır. Bunlardan biri olan gümüş, hastanelerde medikal ekipmanların dezenfekte edilmesinde kullanılmasının yanı sıra tüberküloz, cüzam, bel soğukluğu ve frengi gibi birçok bulaşıcı hastalığın tedavisinde de kullanılmıştır. Ek olarak, gümüşün bakteri, mantar ve virüsler üzerinde geniş ölçüde engelleyici ve yok edici etkileri bulunmaktadır. Bakteri metabolizması için gümüş temel bir metal olmadığından düşük derişimlerinin dahi bakteri üzerinde öldürücü etkileri vardır. Gümüşün hem medikal hem de medikal dışındaki alanlarda kullanımının artışı, özellikle Gram-negatif bakterilerde gümüş direnci gelişmesi gibi bir problemi doğurmaya başlamıştır. Bunun sonucunda, çeşitli suşlarda gümüş direnci geliştiğini gösteren birçok vakanın olduğu saptanmıştır. Bu suşlara Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Klebsiellapneumoniae and Pseudomonas aeruginosa örnek gösterilebilir. Literatüre göre, gümüş iyonlarının antimikrobiyal etkisini göstermesi için hücre içine ulaşması gerektiğinden, aktif dışarı atma mekanizmaları ve dış zarın geçirgenliğini azaltmak Gram-negatif bakterilerin gümüş iyonlarının etkisini engellemek için kullandığı iki temel mekanizmadır. Bu çalışmada, önemli dışarı atma sistem proteinlerinin, göreli gen ekspresyon seviyeleri E.coli ATCC 8739 suşunda RT-qPCR yöntemi kullanılarak tespit edilmiştir. Çalışma için belirlenen proteinler, CusB, CusF ve CusS'tir ve her protein için ilgili genlerin seviyeleri hem spontane hem de UV'ye maruz bırakılarak elde edilmiş E.coli mutantları ile saptanmıştır. Sonrasında her mutantın gen ekspresyon seviyeleri, hem orijinal E.coli ATCC 8739 suşu ile hem de diğer mutantlarla karşılaştırılmıştır. Göreli gen ekspresyon seviyelerinin istatistiksel önemi ise tek faktörlü varyans analizi (one-way ANOVA) ve Tukey çoklu karşılaştırma testi kullanılarak yapılmıştır. Çalışma sonucunda gümüşe dirençli E.coli mutantları orijinal suş ile karşılaştırıldığında, yüksek gümüş konsantrasyonunda incelenen tüm transport proteinlerinin ilgili gen seviyelerinde kayda değer bir artışın olduğu saptanmıştır. Buna dayanarak, cusCFBA dışarı atım pompasının da bir parçası olan bu proteinlerin, gümüş iyonlarının hücre dışına atımı ve yüksek konsantrasyonda gümüş içeren ortama adapte olabilmesi açısından hayati bir önem taşıdığı sonucuna varılmıştır. Fakat istatistiksel analizler, gümüşe dirençli E.coli mutantlarının elde ediliş yolunun (mutagenez) gen ekspresyon seviyeleri açısından bir fark yaratmadığını göstermiştir.