• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiologi12. 08. 2025 | Heidi Thode

Antibiotikaresistens i vores naturlige miljøer

AktueltArtikler fra Dansk KemiBiologi12. 08. 2025 | Heidi Thode

Spredning af antibiotikaresistens kan ske via mineraloverflader.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder
(læs originalartiklen her)

Af Karina Krarup Svenninggaard Sand, associate professor, Globe Institute, Københavns Universitet

Antibiotikaresistens spreder sig i vores miljøer og findes i dag langt fra formodede kilder [1]. I vores nylige studie viser vi, at mineraloverflader kan spille en vigtig rolle for udbredelsen af antibiotika på tværs af økosystemer [2]. Vi ser, at ekstracellulært resistens-DNA kan adsorberes på mineralkorn, og at bakterier kan inkorporere det adsorberede DNA og udvikle resistens. Mineralernes overfladekemi spiller en stor rolle for denne form for mineralfaciliteret spredning af antibiotikaresistens, og vores resultater peger på, at vi kan nedsætte spredningen af antibiotikaresistens ved at mindske mængden af udledt antibiotika.

Antibiotikaresistens er ikke længere kun et klinisk problem
Grundet udledning fra blandt andet storforbrug kan vi i dag finde både antibiotika- og resistensgener i stort set alle økosystemer i vores naturlige miljøer. Der er dog også en stor forekomst af antibiotikaresistens i jorde, sedimenter og marine systemer, som ligger langt væk fra storforbrug såsom landbrug, fiskeopdræt og hospitaler. Ifølge WHO er antibiotikaresistens en af de største trusler mod vores helbred [3], og vi er allerede på vej ind i en situation, hvor vi ikke er i stand til at slå bakterieinfektioner ned. Konsekvensen er, at vi i 2050 kan forvente flere dødsfald forårsaget af resistente mikrober end cancer (10 millioner vs. 8,2 millioner) [4]. Vi har i vores seneste studie sat en finger på en spredningsproces, som vi mener, er meget overset: spredning af antibiotikaresistens via sedimentære mineralkorn [2].

Bakterier er effektive til at dele gener imellem sig
Ved øget eksponering af antibiotika udvikler bakterier resistens. Bakterier kan, i modsætning til os, modtage gener fra hinanden, og dermed kan resistensgener blive delt mellem bakterier på kort tid (minutter, timer). Denne form for gendeling kaldes horisontal genoverførsel. Horisontal gen-overførsel kan dels ske ved, at to bakterier skaber direkte kontakt og deler DNA (bakterie-til-bakterie). Gener kan også overføres ved, at én bakterie samler et ekstracellulært DNA-molekyle op, eller ved at en phag overfører DNA til en bakterie. Overførslen af resistensgener via bakterie-til-bakterie mekanismen er meget effektiv og anses for at være hovedansvarlig for spredning af antibiotika til nabobakterier.
Til sammenligning regnes mekanismen, hvor én bakterie samler ekstracellulære DNA-molekyler op, for at være meget mindre effektiv og meget mindre udbredt, simpelthen fordi ekstracellulært DNA nedbrydes ret hurtigt i vand. Vi mener dog, at de ekstracellulære resistensgener kan spille en stor og overset rolle i udbredelsen af antibiotikaresistens på tværs af økosystemer.

DNA-adsorption på mineraler
Vi ved nu, at ekstracellulære DNA-molekyler kan adsorberes til mineralkorn, der for eksempel er suspenderet i en vandsøjle, eller som ligger på bunden af en sø. Når DNA’et er adsorberet på mineralkorn, kan nedbrydningshastigheden af DNA’et mindskes markant. Udover at stabilisere DNA, kan mineralkorn også transportere det adsorberede DNA med sig videre i de sedimentære systemer. Dvs. at en lerpartikel i princippet kan samle resistensgener op i nærheden af et spildevands udløb og derfra bringe det med sig og introducere DNA’et til andre økosystemer.
En DNA dobbelthelix adsorberer hovedsageligt via dens negativt ladede fosfatgrupper. Mineralkorns evne til at adsorbere DNA er afhængig af mineralernes interne struktur, kemiske sammensætning og overfladegeokemi. Jern oxi-hydrider (goethite, hematite) og karbonater (kalsit) er eksempler på mineraler, der ofte har en overordnet positiv overfladeladning. Silikatmineraler som kvarts, feldspat og plagioklaser er overordnet negativt ladede. Lermineraler har både positivt og negativt ladede overflader (faktaboks 1).
Når vi taler om adsorption af DNA, er mineralets ”overordnede ladning” af betydning. På trods af en positiv ladet overordnet overfladeladning, vil der i mange tilfælde være både positive og negative ladede grupper på overfladen. Adsorptionsisotermer viser, at de mineraler, som har mange aktive bindingsgrupper og er overordnede positivt ladede, også kan binde mere DNA per overfladeareal [5].

Nanoskaladistribution af adsorberet DNA
Vi har brugt atomar kraftmikroskopi til at studere, hvordan DNA opfører sig, når det adsorberes på forskellige overflader, og hvordan det fordeler sig i forhold til mineralernes lokale overfladestrukturer. Atomar kraftmikroskopi kan ”se” overflader og det der sidder på dem. Desuden kan et molekyle, der er svagt bundet til overfladen, også ses. Ved hjælp af den teknik kan vi se, at mængden af de aktive overfladegrupper og deres ladningsdensitet er vigtige i forhold til mobiliteten af det bundne DNA.
Figur 1 viser overfladen af et lermineral (klorit), hvor vi har adsorberet et cirkulært DNA-molekyle. Billedet kan aflæses som et topografisk kort. De lyse farver er højest og de mørkeste farver er dybest/lavest. DNA-molekylet er adsorberet ovenpå overfladen og fremstår dermed lysere end overfladen. Vi skanner i væske og det tager cirka 2 sekunder at tage billedet, fra vi starter i det ene hjørne af billedet, til vi når det modsatte hjørne. Klorit har flade terrasser, der er negativt ladede og kanter, som er positivt ladede.
På figur 1 kan ses, at DNA’et sidder stabilt på de positivt ladede kanter, mens vi skanner, og at den del af molekylet, der rækker ud over de negativt ladede overflader, ligger og flytter sig. Dvs. at DNA’et binder stærkt til kanterne og noget mindre stærkt til de negativt ladede terrasser. I forhold til overlevelse af et DNA-molekyle i naturen, vil de mineraler, der kan binde flere grupper fra DNA-molekylet, i princippet, kunne transportere og bevare DNA’et længst (under antagelse af lignende fysiske, kemiske og biologiske forhold). Med vores studie ville vi teste, om mineralerne også spiller en rolle i forhold til genoptaget i en bakterie af det mineraladsorberede DNA.

Genoptag fra mineralkorn
I vores studie testede vi, hvor effektivt bakterier kunne inkorporere resistente gener, der var adsorberede til mineralkorn. Vi testede en bred vifte af de mineraltyper, der forekommer i naturen, og fandt, at bakterierne kunne optage DNA fra samtlige mineraltyper. Dog var processen mest effektiv fra de mineralkorn, der kan binde mindst DNA (adsorptionskapacitet), og som havde en overflade, som ikke kunne binde DNA-molekylerne særlig stærkt (målt på evnen til at immobilisere det bunde DNA i væske, hvilket er en funktion af densiteten af de aktive bindingsgrupper samt ladningen af disse).
Vi så også, at mineralerne spillede en rolle for bakteriernes overlevelsesevne. Mineraler med en positiv ladning og mange aktive bindingsgrupper nedsatte bakteriernes overlevelsesevner. Vi forventede dermed, at mineraler som goethit og hematit, som netop er positivt ladede (figur 2), kunne bremse udbredelsen af resistensgener ved både at nedsætte genoverførselshastigheden og samtidig nedsætte bakteriernes celledeling og dermed biofilmdannelse.

Kan overfladegeokemi være med til at bremse spredning af antibiotikaresistens?
Vi håbede, at vi med den kobling mellem mineraloverfladeegenskaber og cellers overlevelsesevne kunne udvikle en overflade, der kunne ”opsnappe” ekstracellulært DNA og samtidig forhindre, at bakterier kunne inkorporere det. Men da vi lod reaktionerne forløbe over 24 timer, blev spredningsopbremsningen vendt til forøget biofilmdannelse og forøget spredning af resistensen. Især goethite viste markant øget spredningshastighed mellem de målte 3 og 24 timer. Spredning via celledeling var størst, når der var antibiotika til stede.

Mineraler som hotspots for evolution
Først og fremmest viser vores studie, at antibiotikaresistensgener kan ophobes på mineraloverflader. Her kan bakterier tilgå DNA’et, inkorporere DNA’et og opnå resistens mod antibiotika. Når først én bakterie har inkorporeret DNA’et, spredes egenskaben meget hurtigt ved celledeling, især hvis der er antibiotika til stede. I vores studie tillod vi kun efterfølgende spredning via celledeling. I miljøet forventer vi, at bakterie-til-bakterie deling accelererer processen yderligere. I princippet er én genoverførsel fra et mineralkorn til en bakterie nok til at accelerere spredning af antibiotikaresistens. Hvis resistent DNA overlever transporten til et andet miljø, kan en lokal bakterie optage det mineraladsorberede DNA og derfra kan det hurtigt spredes via celledeling og bakterie-til-bakterie deling, især hvis der allerede er antibiotika i miljøet.

Hvad kan vi som samfundsborgere gøre?
Ifølge WHO står vi allerede i starten af antibiotikaresistenskrisen. Spredning af resistens er kompleks og breder sig over mange sektorer, miljøer og forskningsdiscipliner. Tiden er inde til at prioritere tværfaglige samarbejder og videnudveksling på dette område. Dels er der forskningsmæssigt mange aspekter af vores (og af mange andre studier), der skal undersøges nærmere, men mindst lige så vigtigt, så venter opgaver om effektiv integrering og formidling af viden og dernæst implementering af strategier for at bremse krisen.
Vi kan alle være med til at deeskalere krisen. Vi kan som samfundsborgere undlade at hælde antibiotikarester ud i vores afløb og i stedet aflevere rester på apoteket. Antibiotikaresistens kender ikke landegrænser og som borgere kan vi støtte politikere i globalt set at nedsætte sygdomstryk, øge vaccinationsprogrammer, sikre adgang til rent vand og generelt gode sanitære forhold. Desuden er effektiv diagnosticering og antibiotikabehandlingsprogrammer med til at minimere sygdomstryk og spredningen mellem dyr og mennesker.

E-mail:
Karina Krarup Svenninggaard Sand: kks@sund.ku.dk

Referencer
1. Hatosy, S.M. & Martiny, A.C. The Ocean as a Global Reservoir of Antibiotic Resistance Genes. Appl. Environ. Microbiol. 81, 7593-7599 (2015).
2. Hendiani, S. et al. Reconciling the role of mineral surfaces for bacterial evolution: Importance of minerals in the dissemination of antibiotic resistance. Sci. Total Environ. 962, 178301 (2025).
3. Antimicrobial resistance. https://www.who.int/health-topics/antimicrobial-resistance.
4. O’Neill, J. (2014) Antimicrobial Resistance: Tackling a Crisis for the Health and Wealth of Nations.
https://www.who.int/news/item/29-04-2019-new-report-calls-for-urgent-action-to-avert-antimicrobial-resistance-crisis.
5. Verma, T. et al. Recurrence and propagation of past functions through mineral facilitated horizontal gene transfer. Front. Microbiol. 15, (2024).
6. Sand, K.K., Jelavić, S., Kjær, K.H. & Prohaska, A. Importance of eDNA taphonomy and sediment provenance for robust ecological inference: Insights from interfacial geochemistry. Environ. DNA 6, e519 (2024).

BOKS 1:
Mineraloverfladers kemi
Grundstofferne i overfladegrupperne har, i modsætning til elementerne inde i strukturen, bindinger, der ikke er brugt, hvilket skaber en strukturering af omgivende vandmolekyler. Vandmolekylerne kan protonere eller hydrere afhængigt af pH, hvilket giver anledning til en sammenhæng mellem pH og overfladeladning af de fleste mineraloverflader. Nogle mineraloverflader er altid negativt ladede. For eksempel er mica, som er et lermineral, altid negativt ladet grundet isomorfisk substitution af silicon (Si4+) ioner med aluminum (Al3+) ioner i gitteret. Dette gælder også for nogle lermineralers basal planes.

Skrevet i: Aktuelt, Artikler fra Dansk Kemi, Biologi

Seneste nyt fra redaktionen

Hydrogensulfid og biokul

Klima og miljøTop22. 09. 2026

Diverse jernforbindelser og aktivt kul har traditionelt været anvendt til at fjerne hydrogensulfid (H2S) fra biogas. Med opblomstringen af pyrolyse er et relativt nyt middel kommet på banen, nemlig biokul, som dog har været udforsket på laboratorieniveau i et årti. Dette lille studie viser, at

Fremtidens cement er levende

AktueltBioteknologiKemiteknikKlima og miljø22. 09. 2026

Ny forskning fra Aalborg Universitet peger på en fremtid, hvor cement kan reparere sig selv, lagre energi, optage CO2 og reagere på omgivelserne ved hjælp af mikroorganismer. Forestil dig en fremtid, hvor hullet i vejen forsvinder af sig selv. Hvor bygningen du arbejder i, også fungerer som et

En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

AktueltBranchenyt14. 09. 2026

Traditionen tro blev LabDays Copenhagen 2026 gennemført i KB Hallen; det skete fra den 9. - 10. september – og messen var igen i år en stor succes. Messen havde små hundrede udstillere, som bød fagpublikummet velkommen med et større fagligt program. Over 2.600 fagfolk lagde vejen forbi; så det

Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

AktueltArtikler fra Dansk Kemi07. 09. 2026

Kemisk forskning og teknologi påvirker i stigende grad sundhed, miljø og samfund. Derfor er der behov for større opmærksomhed på kemiens etiske dimensioner i både forskning, undervisning og faglige organisationer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer,

Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi27. 08. 2026

Villumlegat til forsker Milena Corredig sætter fokus på struktur og funktionalitet i bæredygtige fødevarer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kimie Kongsøre, Institut for

Hvad bruger vi kalken til?

Artikler fra Dansk Kemi26. 08. 2026

Fra Aalborg Portlands hvide kridtgrave til de malede hvælv i Aarhus Domkirke: kalk er ikke kun geologi, men et materiale, der har båret dansk byggeri, industri, landbrug og kunsthistorie. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses herunder uden illustrationer, strukturer eller

Kontrolleret osmose

Artikler fra Dansk Kemi26. 08. 2026

En metode til måling af blandingsenergi i ikke-ideale opløsninger. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Dennis Wowern Nielsen1 og Claus Helix-Nielsen21 Uafhængig forsker 2

Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi26. 08. 2026

Der er fokus på ultraforarbejdet mad. Måske skyldes megen af den dårligdom, forarbejdning nu får skyld for, snarere en ubemærket ændring i vores indtag af umættede planteolier – især i de industrialiserede lande. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer,

Der er forskel på thioler og thioler

Artikler fra Dansk KemiHistorisk kemi26. 08. 2026

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) I den interessante artikel om polycykliske carbonhydrider i aprilnummeret af dette blad [1] omtaltes en femleddet ring med to svovlatomer under navnet

Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

Artikler fra Dansk KemiBioteknologi26. 08. 2026

Forskere undersøger, hvordan mælkesyrebakterier fra honningbier kan bruges til at udvikle næste generation af plantebaserede fødevarer. Ved hjælp af avanceret droplet microfluidics kan tusindvis af bakteriestammer hurtigt screenes for deres evne til at fermentere plantebaserede råvarer og producere

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her
This message is only visible to admins.
Problem displaying Facebook posts. Backup cache in use.
Click to show error
Error: (#200) Provide valid app ID Type: OAuthException

Læs også magasinet Dansk Kemi

Nyeste udgave af magasinet "Dansk Kemi" kan læses online, ved at klikke på bladforsiden.
Herfra er der desuden adgang til online-arkivet med tidligere udgivelser.

Seneste Nyheder

  • Hydrogensulfid og biokul

    22.09.2026

  • Fremtidens cement er levende

    22.09.2026

  • En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

    14.09.2026

  • Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

    07.09.2026

  • Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

    27.08.2026

  • Hvad bruger vi kalken til?

    26.08.2026

  • Kontrolleret osmose

    26.08.2026

  • Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

    26.08.2026

  • Der er forskel på thioler og thioler

    26.08.2026

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    26.08.2026

  • GC-analyse af ”håbløse” matricer

    24.08.2026

  • Hvor kommer kalken fra?

    17.08.2026

  • Fra forskning til et mere sikkert kemisk arbejdsmiljø for brandfolk

    10.08.2026

  • Størrelse betyder noget

    03.08.2026

  • Mælkens caseiner er uden indre orden – men hvad gør calcium?

    22.06.2026

Alle nyheder ›

/Brochurer
/White papers

  • Opentrons Flex service flyer
  • Kemikalie flyer
  • Mini katalog
  • Binder servicepakker flyer
  • Papirprodukter flyer
Se alle ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}