整合子及其攜帶的基因盒在汙水處理過程中的研究獲進展

2020-12-06 中國科學院

　　抗生素抗性基因（ARGs）在全球範圍內的傳播對人類的健康構成嚴重的威脅。作為一種新型的汙染物，抗性基因已成為國際研究的熱點。抗性基因的水平轉移在推動抗性基因的擴散過程中起著關鍵的作用。整合子(integron)作為基因捕獲系統，可以整合外源基因到基因盒中，是抗性基因水平轉移的重要分子元件。長期以來關於抗性基因的研究主要集中於抗性基因總體的豐度和多樣性，而很少考慮其所在的位置。位於整合子上面的抗性基因可以通過基因水平轉移進入其他的物種包括對人類健康有害的致病菌，因此，對此類抗性基因的研究與人類的健康更加密切。

　　中國科學院城市環境研究所城市土壤與生物地球化學組朱永官科研團隊通過克隆文庫和高通量測序分析了不同汙水處理廠汙水處理過程中一類、二類和三類整合子的豐度，以及相應的基因盒中的抗性基因的多樣性。研究發現一類整合子在汙水處理中最為常見，而且其豐度隨著汙水處理進程而降低。在進水中一類整合子基因盒多樣性最高，而在汙泥中三類整合子基因盒多樣性最高。一類整合子中多數基因盒陣列是首次發現。在一類整合子中，大部分基因盒攜帶抗氨基糖苷類和β-內醯胺類的抗性基因，然而三類整合子基因盒則主要攜帶β-內醯胺類的抗性基因。此外，在汙水處理廠中檢測到一個核心的持續存在的抗性基因盒庫貫穿於整個汙水處理過程，表明這些抗性基因具有更高擴散進入環境的潛在可能性。

　　該研究成果為研究汙水處理對整合子動態變化影響提供了新的視角，強調了監測整合子攜帶的抗性基因的必要性。相關論文「Impact of wastewatertreatment on the prevalence of integrons and genetic diversity of integron genecassettes」已在線發表於國際微生物學雜誌Applied and Environmental Microbiology。該論文由博士生安新麗等人完成，通訊作者為研究員蘇建強。

　　該研究得到國家自然科學基金和城市環境所青年人才領域前沿項目資助。

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汙水處理過程中基因盒的持久性和多樣性

　　抗生素抗性基因（ARGs）在全球範圍內的傳播對人類的健康構成嚴重的威脅。作為一種新型的汙染物，抗性基因已成為國際研究的熱點。抗性基因的水平轉移在推動抗性基因的擴散過程中起著關鍵的作用。整合子(integron)作為基因捕獲系統，可以整合外源基因到基因盒中，是抗性基因水平轉移的重要分子元件。長期以來關於抗性基因的研究主要集中於抗性基因總體的豐度和多樣性，而很少考慮其所在的位置。位於整合子上面的抗性基因可以通過基因水平轉移進入其他的物種包括對人類健康有害的致病菌，因此，對此類抗性基因的研究與人類的健康更加密切。
　　中國科學院城市環境研究所城市土壤與生物地球化學組朱永官科研團隊通過克隆文庫和高通量測序分析了不同汙水處理廠汙水處理過程中一類、二類和三類整合子的豐度，以及相應的基因盒中的抗性基因的多樣性。研究發現一類整合子在汙水處理中最為常見，而且其豐度隨著汙水處理進程而降低。在進水中一類整合子基因盒多樣性最高，而在汙泥中三類整合子基因盒多樣性最高。一類整合子中多數基因盒陣列是首次發現。在一類整合子中，大部分基因盒攜帶抗氨基糖苷類和β-內醯胺類的抗性基因，然而三類整合子基因盒則主要攜帶β-內醯胺類的抗性基因。此外，在汙水處理廠中檢測到一個核心的持續存在的抗性基因盒庫貫穿於整個汙水處理過程，表明這些抗性基因具有更高擴散進入環境的潛在可能性。
　　該研究成果為研究汙水處理對整合子動態變化影響提供了新的視角，強調了監測整合子攜帶的抗性基因的必要性。相關論文「Impact of wastewatertreatment on the prevalence of integrons and genetic diversity of integron genecassettes」已在線發表於國際微生物學雜誌Applied and Environmental Microbiology。該論文由博士生安新麗等人完成，通訊作者為研究員蘇建強。
　　該研究得到國家自然科學基金和城市環境所青年人才領域前沿項目資助。
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汙水處理過程中基因盒的持久性和多樣性

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