在碳水化合物代谢基因中编码高遗传多样性的多药耐药大肠杆菌将共生大肠杆菌从肠道中取代
Christopher H Connor1,2, Amanda Z Zucoloto2,3,4, John T Munnoch5
1Institute of Microbiology and Infection, College of Medical and Dental Science, University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom.
多药耐药 (MDR) 肠外致病原体大肠杆菌 (ExPEC) ST131菌株可以在肠道中超越非MDR菌株. 这种竞争优势与改变的新陈代谢有关,而不是抗生素的使用,有助于MDR大肠杆菌的传播.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 基因组学就是基因组学.
- 传染性疾病 传染性疾病
背景情况:
- 肠外致病菌大肠杆菌 (ExPEC) 引起严重的感染,由于抗菌素耐药性 (AMR) 的上升,治疗受到挑战.
- 多种药物耐药性 (MDR) 集中在特定的大肠杆菌系,特别是流行性ST131克隆,有助于全球AMR传播.
研究的目的:
- 调查MDR大肠杆菌ST131在肠道殖民中比非MDR菌株具有竞争优势.
- 确定MDR大肠杆菌优越殖民能力的遗传和代谢基础.
主要方法:
- 利用一只gnotobiotic小鼠模型来评估MDR和非MDR大肠杆菌菌株之间的竞争殖民动态.
- 采用Biolog表型微阵列来分析代谢能力,并对19,571个大肠杆菌基因组进行了泛基因组分析.
主要成果:
- MDR大肠杆菌ST131成功超越了竞争对手,并将非MDR大肠杆菌从体内肠道中取代,即使没有抗生素选择性压力.
- 改变碳代谢被确定为MDR E. coli优越肠道殖民能力的关键因素.
- 泛基因分析显示AMR基因与碳水化合物代谢基因多样性增加之间存在关联.
结论:
- 大肠杆菌具有重要的竞争优势,可以独立于抗生素选择性压力来殖民哺乳动物的肠道.
- 代谢灵活性,特别是碳水化合物代谢,在MDR大肠杆菌系的进化和成功传播中起着至关重要的作用.
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