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低剂量抗生素刺激条件下耐药基因水平传播的机制研究

鲁曦  
【摘要】:食品的安全性,不仅是民生大计,更是国家文明程度的重要象征。而食源性致病菌,作为食品安全最重要的风险因素之一已成为了全球性公共安全问题。而耐药基因在食物链中的传递在食品安全的研究中往往被忽略。由于抗生素在医疗领域和畜牧业中的大量使用,使一些残留抗生素随医疗垃圾和动物粪便流入到了环境当中并发生扩散,形成亚抑菌浓度的抗生素。然而,目前对于人们对于低剂量抗生素刺激下耐药基因水平传播的影响机制了解的尚不透彻,这限制了人们对于食源微生物中的耐药基因向人体传递这一潜在风险的认知。本研究从食品安全角度出发,以食源性致病菌作为研究对象,围绕耐药基因水平传播的机理及抑制方法进行了系统和深入的研究,首先在四种不同抑菌机制的抗生素的分别刺激条件下,研究了对大肠杆菌耐药基因水平传播效率的影响,发现在低于50%MIC(最小抑菌浓度)的环丙沙星、链霉素、氨苄西林的刺激条件对于耐药基因水平传播具有促进作用。随后利用蛋白质双向电泳技术,研究了亚抑菌浓度抗生素刺激条件下发生表达差异的蛋白,在所有差异蛋白中有7种与细菌耐药基因水平传播相关,分别是gspE、tesB、lexA、ftsZ、ftsY、kdsD、sul1。经过实时荧光定量PCR对编码上述7种蛋白的基因在RNA转录水平验证,证实了其中2个基因gspE、tesB在四种不同抑菌机制抗生素的分别刺激下均发生了差异表达,且变化趋势一致。然后通过构建gspE和tesB基因表达载体,并在大肠杆菌体内进行诱导,发现tesB基因高效表达时能够有效抑制耐药基因的水平传播(p0.01);而gspE基因的高效表达具有促进耐药基因水平传播的作用(p0.01)。研究结果说明,tesB基因和gspE基因是大肠杆菌耐药基因水平传播的过程的关键基因。这一发现对于科学地缓解耐药基因水平传播、抑制耐药基因在食物链中的传递提供可行的研究方向。


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