6つの中国の川の合成プラスミドベクターに由来する薬剤耐性BLA遺伝子の調査

抗生物質耐性は人間の健康に大きな挑戦をもたらし、その率は世界的に上昇し続けています。抗生物質選択可能な合成プラスミドベクターは遺伝子工学の貴重なツールを証明していますが、抗生物質耐性遺伝子の高発現を伴うこのクラスの人工組換えDNA配列のクラスは、実験室環境を超えて未知のリスクを示します。合成プラスミドベクターが供給した抗生物質耐性遺伝子による環境微生物の汚染は、まだ認識されていない抗生物質耐性の供給源を表している可能性があります。この研究では、PCRとリアルタイムの定量的PCRを使用して、合成プラスミドベクターオリジネートされたアンピシリン抵抗性遺伝子であるβ-ラクタム抗生物質（BLA）を、有意な人間の相互作用を持つ中国の川の微生物で調査しました。6つの川すべてでさまざまなレベルのブラが検出され、パール川とハイヘ川で最高レベルがありました。BLA汚染を検証するために、川のサンプルの環境プラスミドは、コミュニティプラスミドメタゲノムからの大腸菌形質転換体によって捕獲されました。205アンピシリン耐性大腸菌（形質転換体）の結果として得られたプラスミドライブラリーは、PCRにより27.3％のBLA陽性速度を示しました。シーケンスの結果により、合成プラスミドベクター源が確認されました。さらに、Kirby-Bauer Disc-diffusionテストの結果により、環境プラスミドのアンピシリン耐性機能が強化されました。特に、真珠川とハイヘ川からの形質転換体の抵抗スペクトルは、セファロスポリン薬物の第3世代と第4世代に拡大しましたが、他の形質転換体の種類は主に第1世代および第2世代のセファロスポリンを含んでいました。この研究は、中国の河川における合成プラスミドベクターが吸収したBLA薬物耐性遺伝子の環境汚染を明らかにするだけでなく、合成プラスミドベクターがヒトの抗生物質耐性の源であることを示唆しています。

Antibiotic resistance poses a significant challenge to human health and its rate continues to rise globally. While antibiotic-selectable synthetic plasmid vectors have proved invaluable tools of genetic engineering, this class of artificial recombinant DNA sequences with high expression of antibiotic resistance genes presents an unknown risk beyond the laboratory setting. Contamination of environmental microbes with synthetic plasmid vector-sourced antibiotic resistance genes may represent a yet unrecognized source of antibiotic resistance. In this study, PCR and real-time quantitative PCR were used to investigate the synthetic plasmid vector-originated ampicillin resistance gene, β-lactam antibiotic (blá), in microbes from six Chinese rivers with significant human interactions. Various levels of blá were detected in all six rivers, with the highest levels in the Pearl and Haihe rivers. To validate the blá pollution, environmental plasmids in the river samples were captured by the E. coli transformants from the community plasmid metagenome. The resultant plasmid library of 205 ampicillin-resistant E. coli (transformants) showed a blá-positive rate of 27.3% by PCR. Sequencing results confirmed the synthetic plasmid vector sources. In addition, results of the Kirby-Bauer disc-diffusion test reinforced the ampicillin-resistant functions of the environmental plasmids. The resistance spectrum of transformants from the Pearl and Haihe rivers, in particular, had expanded to the third- and fourth-generation of cephalosporin drugs, while that of other transformants mainly involved first- and second-generation cephalosporins. This study not only reveals environmental contamination of synthetic plasmid vector-sourced blá drug resistance genes in Chinese rivers, but also suggests that synthetic plasmid vectors may represent a source of antibiotic resistance in humans.