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質(zhì)粒介導(dǎo)的抗生素抗性基因的環(huán)境擴(kuò)散研究獲進(jìn)展

作者:宋檢 時(shí)間:2022-12-08 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

人類病原菌中抗生素抗性水平的升高給全球人類的健康帶來(lái)了巨大的威脅。由于可用藥物不能有效殺死耐藥性致病菌,全球每年約70萬(wàn)人死于耐藥菌感染。除了臨床環(huán)境,土壤中檢測(cè)到的抗生素抗性基因的多樣性和豐度也在不斷攀升。

 

與以往環(huán)境領(lǐng)域所關(guān)注的重金屬、有機(jī)污染物等不同,抗生素抗性基因這一新型污染物不僅能在宿主細(xì)菌中伴隨細(xì)菌增殖而增加豐度,還會(huì)通過(guò)基因突變和基因水平轉(zhuǎn)移增加多樣性、宿主范圍及豐度。質(zhì)粒接合是基因水平轉(zhuǎn)移的三大機(jī)制之一,其所攜帶的全部基因在接合過(guò)程中復(fù)制增加,使原宿主及受體都擁有這些基因,因此在推動(dòng)抗生素抗性基因的環(huán)境擴(kuò)散乃至病原菌擴(kuò)散中起著重要作用。

 

在國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等的資助下,中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所朱永官研究團(tuán)隊(duì)借助熒光蛋白基因標(biāo)記追蹤了攜帶抗性基因的廣宿主質(zhì)粒RP4及其宿主細(xì)菌Pseudomonas putida KT2442在土壤原位環(huán)境中的動(dòng)態(tài)變化。長(zhǎng)達(dá)75天的土壤培養(yǎng)試驗(yàn)中,熒光基因標(biāo)記的質(zhì)粒能在土壤中長(zhǎng)期存留,并在培養(yǎng)初期即與土壤原生菌群發(fā)生了水平轉(zhuǎn)移,且接合子菌種豐富,超過(guò)15個(gè)門。隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng),質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移效率增加,轉(zhuǎn)移范圍擴(kuò)大。變形菌門在接合子中占**優(yōu)勢(shì),同時(shí)質(zhì)粒也水平轉(zhuǎn)移到親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的菌種中。一些潛在病原菌如金黃色葡萄球菌在接合子中亦有檢出。該研究揭示了抗生素抗性基因通過(guò)質(zhì)粒快速且向更廣泛的宿主擴(kuò)散的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

 

此項(xiàng)研究結(jié)果以Fate of Antibiotic Resistant Pseudomonas putida and Broad Host Range Plasmid in Natural Soil Microcosms 為題發(fā)表在國(guó)際微生物學(xué)期刊Frontiers in microbiology上,城市環(huán)境所博士研究生范曉婷為**作者,研究員蘇建強(qiáng)為通訊作者。

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