胁迫诱导抗性基因转移导致细菌耐药的分子机制研究进展

抗性基因转移是细菌形成耐药性的重要原因.近年来的研究表明胁迫因子可通过多种机制诱导抗性基因转移.DNA损伤可导致细菌产生SOS应激反应,进而诱导接合DNA介导的抗性基因转移.在一些缺乏SOS系统的细菌中,抗生素胁迫可诱导细菌建立自然转化感受态.此外,作者最近的研究表明普通胁迫应答因子RpoS调控一种由双链质粒DNA介导的固体基质表面的抗性基因转移方式.本文在总结SOS依赖和非依赖型胁迫因子诱导细菌接合和转化介导的DNA转移以及RpoS调控固体基质表面双链质粒DNA转移的基础上,提出今后需重点研究胁迫因子如何激活关键调控蛋白以及这些调控蛋白如何影响DNA转移相关基因表达等关键问题.解决上述问题将为寻找合适的分子靶标用于防控抗性基因转移导致的细菌耐药奠定基础.     

通过“现代微生物学技术”课程教学培养研究生创新能力的实践

创新能力提升是当前研究生培养的核心目标,为了探索提高硕士研究生创新能力的课程教学新模式,笔者以微生物学相关专业学术型硕士研究生的选修课程——“现代微生物学技术”课程为例,对课程的教学内容、方法、考核方式等开展了探索与实践。授课教师通过案例教学、研讨式课堂和评价方式的改革,不仅让研究生掌握了现代微生物学技术的相关专业知识和学科前沿,更加提升了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,进而提高了研究生的创新能力。     

CRISPR-Cas系统转录调控机制的研究进展

原核生物可利用由CRISPR-Cas系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated)介导的适应性免疫机制防御外源核酸入侵.在适应性免疫过程中,原核生物将外源核酸部分片段整合至自身CRISPR阵列中,表达并加工的...     

利用CRISPR-Cas系统防控细菌耐药性的研究进展

细菌多重耐药是医药健康、农林牧渔、生态环境等多领域共同面临的全球性挑战.抗生素耐药基因跨物种跨区域传播是导致细菌多重耐药形成的重要原因.然而,目前尚无有效方案解决日益严峻的细菌多重耐药问题.由规律成簇间隔短回文重复序列和与之相关的蛋白组成的CRISPR-Cas系统,可靶向切割进入细菌的外源核酸,具有防控耐药基因转移导致...     

细菌自然转化的分子机制研究进展

自然环境中,具备自然转化能力的细菌可以自发地从外界获取DNA,从而获得新的遗传性状。为能够自然地被转化,细菌需首先建立一个被称作感受态的生理状态并在此状态下表达DNA摄取和加工相关的基因。DNA摄取基因的表达产物可组装一个能将外源DNA摄入细胞质的蛋白复合物。在细胞质中,进入的DNA可同基因组DNA发生同源重组或建立成一个独立的质粒。一般DNA摄入细胞的过程可分为两个阶段,即从外部基质到细胞周质和跨细胞内膜的转运。近年来,包括作者在内的研究人员发现大肠杆菌中存在新的自然质粒转化模式。本文将首先综述近年来细菌自然转化的分子机制,随后简要介绍大肠杆菌中独特的自然质粒转化模式。     

Ⅰ-E型CRISPR/Cas系统介导适应性免疫分子机制研究进展北大核心CSCD

为了更好地适应环境,原核生物可通过水平基因转移的方式获取外源基因(来自噬菌体、质粒或其他物种基因组)。在获取外源基因的同时,原核生物也面临着"自私基因"入侵的风险。因此,原核生物需建立相应的机制选择性地摄取或降解外源DNA,从而防范基因转移带来的潜在危害。近年来,人们在原核生物中发现了由小RNA介导降解DNA的防御外源基因入侵的适应性免疫。在免疫防御过程中,首先外源DNA部分片段整合至细胞自身基因组上成簇出现的重复序列(CRISPR)上;然后表达并加工成熟的CRISPR RNA和相关Cas蛋白形成CRISPR/Cas复合体降解再次入侵的外源DNA。本文在简介CRISPR/Cas系统的基础上,重点探讨近年来关于大肠杆菌中I-E型CRISPR/Cas系统作用机制和调控机制的研究进展。     

两株blaNDM-5基因介导的碳青霉烯耐药禽源大肠杆菌ST10和ST354耐药性

【背景】近年来,对碳青霉烯类抗生素耐药的肠杆科细菌的出现对公众的健康构成了严重的威胁。【目的】为了解家禽养殖中肠道菌对碳青霉烯类抗生素耐药情况,对陕西西安和浙江海宁两地的鸡和鸭养殖场粪便进行耐药菌筛选并分析。【方法】在含美罗培南的LB琼脂平板上筛选可疑菌落并利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)鉴定。通过微量肉汤稀释法进行最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)测定。通过Illumina HiSeq平台进行全基因组测序。使用Res Finder数据库预测获得性耐药基因。利用S1酶切后脉冲场电泳(pulsed-field gel electrophoresis,PFGE)和Southern blot杂交进行质粒和碳青霉烯类耐药基因的确认。【结果】分离出两株碳青霉烯类耐药的大肠杆菌HN1-26和XN3-1,均对头孢他啶、头孢噻呋、氨苄西林、奥格门丁、复方新诺明、磺胺异恶唑、恩诺沙星、氧氟沙星、美罗培南、四环素耐药。此外,XN3-1对氟苯尼考和大观霉素耐药。菌株HN1-26和XN3-1的多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)分别为ST354和ST10。两株菌对美罗培南的MIC值均为64μg/m L,但是在含美罗培南的LB平板上,菌株HN1-26比菌株XN3-1生长得更快。两株菌都存在携带bla_(NDM-5)基因的Inc X3型质粒。两个质粒的序列完全一致,大小为46 161 bp,包含接合转移元件,能够以大肠杆菌作为受体细胞进行转移。【结论】Inc X3型质粒是转移bla_(NDM-5)基因的重要载体,在我国畜禽养殖中具有扩散风险。