适应性实验室进化实验中的生存和生长的差异性选择与二

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 进化生物学 进化生物学
• 抗微生物耐药性 抗微生物耐药性

背景情况:

• 杀菌剂对于控制微生物至关重要,但耐药性的出现带来了重大风险.
• 适应性实验室进化 (ALE) 是研究抗生素耐药性的常见方法,通常涉及在亚抑制度下进行连续亚培养.
• 以前的研究表明,大肠杆菌适应化 (BAC) 通过增加生存率 (耐受性),而不是在更高度下增长 (耐药性).

研究的目的:

• 通过使用ALE.对暴露于化 (BAC) 的大肠杆菌 (Escherichia coli) 的耐受性与耐药性的明显进化贡献进行调查.
• 在ALE实验中,在不同BAC度下区分增加生存率与增加生长的选择压力.

主要方法:

• 进行了两次ALE实验,使用*大肠杆菌*接触到BAC,其有效度接近最大有效度的一半 (EC50).
• 实验 (i) 涉及初始杀死,在生长过程中继续进行BAC压力.
• 实验 (ii) 涉及在随后的生长阶段没有BAC压力的初始杀戮.
• 对适应种群进行了表型特征和全基因组测序.

主要成果:

• 接近EC50的BAC度诱导了最初的杀戮,随后是人口的再生,这表明生存和生长的双重选择.
• 在较高的BAC度下,只有当BAC在ALE的生长阶段存在时,才观察到增长.
• 只有生存的选择导致了代谢调节 (*cyaA*) 和细胞结构 (*fliJ*) 基因的突变.
• 增长和生存选择导致压力反应基因 (*hslO*, *tufA*) 的突变.

结论:

• 连续亚种植ALE实验中含有亚抑制性抗微生物度可以选择增加生长和生存.
• 生化剂在生长阶段的存在对于选择耐药性 (增长) 来说至关重要.
• 这些发现对设计ALE实验具有重要意义,以准确评估消毒和保存等各种应用中的抗菌素耐药性风险.