在废水样本中增强了对抗生素耐药性基因的检测,使用了CRISPR丰富的元基因组方法

科学领域:

• 环境微生物学环境微生物学
• 分子生物学分子生物学
• 公共卫生 公共卫生

背景情况:

• 环境中的抗生素耐药性基因 (ARG) 构成了全球公共卫生威胁.
• 在废水中检测低丰度的ARG是具有挑战性的,因为传统方法的局限性,如元基因组测序和定量聚合酶连锁反应 (qPCR).
• 现有方法的灵敏度低,吞吐量低,阻碍了全面的监测.

研究的目的:

• 开发和验证一种新的CRISPR-Cas9修饰下一代测序 (NGS) 方法,用于在废水中更好地检测ARG.
• 与传统NGS相比,评估CRISPR-NGS方法的可靠性和性能.
• 改进低丰度ARG的检测极限,包括临床显著的ARG.

主要方法:

• 开发一个集成到NGS图书馆准备工作流中的CRISPR-Cas9系统,以丰富目标ARG.
• 使用已知全基因组序列的细菌分离物的混合物来验证该方法的准确性,以确定假阳性和假阴性率.
• 对CRISPR-NGS方法与使用六个未经处理的废水样本的传统NGS进行比较分析.

主要成果:

• 克里斯普尔-NGS方法显示出高可靠性,虚假阴性 (2/1208) 和虚假阳性 (1/1208) 率非常低.
• 与传统的NGS相比,CRISPR-NGS在低丰度中发现了显著更多的ARG (高达1189个) 和ARG家族 (高达61个).
• 使用CRISPR-NGS方法,ARG的检测极限被降低了一次数量级 (10-4到10-5).

结论:

• 开发的CRISPR-NGS方法是一种可靠和敏感的工具,用于检测废水样本中的低丰度ARG.
• 这种方法显著提高了对抗生素耐药性的环境监测能力.
• 该工作流可适应在环境或临床样本中检测其他低丰度,高多样性的目标.