单细胞工具提供土壤抗生素Resistome窗口活跃
土壤抗菌素耐药性(AMR)提出增加健康风险是由于可能传染给人类通过直接接触和食物链。然而,土壤AMR研究主要依赖于环境DNA,可能来自死/主导细胞和细胞外的DNA,导致潜在的AMR高估和相关的风险,因为绝大多数还未耕作的土壤微生物。活动抗生素耐药细菌(ARB)在土壤在推动AMR传播起到了关键的作用,但不清楚。
在发表在《美国国家科学院学报》上发表的一项研究中,朱教授领导的研究小组Yongguan和李崔教授从中国科学院城市环境研究所报道一个新的单细胞功能工具将单细胞Raman-isotope探测,单细胞排序,和有针对性的宏基因组屏幕和序列活性ARB原生土壤。
“如果你了解自己,你的敌人,你可以对抗战斗失败。因此迫切需要了解真正的AMR土壤的风险,”朱教授说。
根据不同的土壤微生物活动对重水在抗生素治疗,积极ARB土壤中直接发现文化无关。研究人员优化和验证方法的概括性和准确性在不同土壤和抗生素。
使用这种方法,ARB的百分比和活动土壤被量化,明确高程与人类活动了。考虑到新陈代谢高度活跃的重要作用在传输AMR ARB,研究者提出了利用表型阻力水平作为小说为AMR风险评估参数,克服长期存在的问题在AMR风险评估仅依赖于遗传信息但缺乏表型信息。
“尽管基因组数据和生理学研究的细菌隔离都无法准确预测活动ARB驻留在土壤、单细胞功能测试工具可能会提供一个伟大的解决这个问题,”崔教授说。
最活跃的ARB土壤进一步挑选出一个接一个的下游目标宏基因组测序。微生物的身份,抗生素抗性基因(ARGs)、毒力因子基因(VFGs)和移动遗传元素(mg)由活动ARB都破译,确定“谁在做什么和怎么做。”
几无教养的细菌窝藏多个参数,证明他们是土壤表型阻力的重要贡献者。值得注意的是,一种类型的ARB发现土壤中排名高的风险,因为它是一个高度活跃的病原体携带ARGs毫克。高度活跃的“发现土壤中抗生素耐药病原体引发了警报控制技术的迫切需要,”朱教授说。
这项工作进展的理解活跃的ARB的环境,一个迄今为止很大程度上被忽视的话题。发达单细胞基因组方法连接电阻杰出人才也可以很容易应用于其他生态系统。
参考:李赫兹,杨K,廖H, et al。积极的抗生素在土壤瓦解resistome单细胞同位素探测和有针对性的宏基因组。PNAS。2022;119 (40):e2201473119。doi:10.1073 / pnas.2201473119
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