《環丙沙星作用下大腸埃希菌sRNA對接合反應的調控作用》是依託中山大學，由黃彬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：環丙沙星作用下大腸埃希菌sRNA對接合反應的調控作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃彬
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
耐藥基因通過接合反應發生水平轉移是細菌獲得耐藥性的重要方式，但其調控機制尚不清楚。前期實驗發現亞抑菌濃度環丙沙星促進大腸埃希菌-銅綠假單胞菌接合反應。通過轉錄組測序分析供體菌E.coli的基因表達變化，發現接合相關基因和非編碼小RNA(sRNA)表達發生顯著變化，生物信息學分析發現多個針對接合相關基因的候選sRNA。鑒於sRNA具有轉錄調控作用，我們推測在抗生素脅迫下，供體菌sRNA表達發生變化，並通過調節接合相關基因的表達而促進接合反應，是耐藥基因水平轉移的重要機制。本課題擬通過①驗證環丙沙星作用下E.coli的sRNA表達變化；②過表達和基因敲除候選sRNA，明確其對接合反應的調控功能；③研究sRNA與靶基因或蛋白的作用機制；④探討抗生素對sRNA的表達調控機制，從而闡明抗生素作用下sRNA的表達變化和對接合反應的調控作用，為阻斷耐藥基因水平轉移和指導臨床合理套用抗生素提供實驗室依據。
結題摘要
細菌耐藥對全球公共衛生健康造成巨大威脅。深入研究細菌耐藥機制，阻斷耐藥基因播散具有重大意義。接合（conjugation）是細菌以性菌毛為橋樑進行基因水平轉移的過程，是質粒介導耐藥基因傳播的主要機制。儘管抗生素的廣泛使用被認為是導致細菌耐藥性迅速播散主要原因，但有關抗生素對接合反應影響的報導並不一致，對其背後的機制更是知之甚少。本課題以細菌適應環境變化的sRNA為切入點，以基因組整合了接合性質粒RP4的大腸埃希菌（E. coli）菌株SM10λπ為供體菌、銅綠假單胞菌（P. aeruginosa）標準菌株PAO1或大腸埃希菌菌株EC600為受體菌建立接合模型，採用RNA-seq、Real-time PCR、基因敲除與過表達、報告系統等一系列細胞和分子生物學手段，深入探討了抗生素（環丙沙星，CIP）-sRNA-SdiA信號通路對耐藥基因接合轉移的調控作用及其具體機制。研究結果發現：1、亞MIC濃度CIP能促進E. coli-P. aeruginosa、E. coli-E. coli接合反應、加快耐藥質粒水平播散；2、通過轉錄組測序結合生物信息學分析篩選出CIP作用下表達上調且可能參與接合調控的sRNA GadY；3、過表達GadY具有促進接合的功能，其具體機制為通過靶向SdiA進而抑制結合關鍵基因TraI表達；4、與部分sRNA和靶基因相互調控的現象一致，GadY的表達受到SdiA的調控。我們的研究結果豐富了抗生素誘導耐藥基因接合轉移的分子機制，拓展了sRNA調控網路及其生物學功能，為抗菌治療提供了新的策略，具有較高的科學意義和潛在的臨床價值。
