突破性研究扩展抗生素抗性基因研究范围

近日，一项发表在《自然微生物学》杂志上的研究为抗生素抗性基因（ARGs）的研究领域带来了重大突破。由Gábor Apjok领导的国际研究团队开发了一种名为DEEPMINE的新型功能性宏基因组学流程，该流程通过重新编程的噬菌体辅助多物种功能性宏基因组学，显著扩展了可识别的ARGs列表，并提高了对临床相关细菌病原体的研究效率。

功能性宏基因组学是一种强大的实验工具，用于在环境中识别ARGs，但其适用范围受限于适合的宿主细菌种类。这一限制影响了识别出的ARGs的范围及其临床相关性的解释。DEEPMINE流程结合了T7噬菌体的改良使用，通过交换尾纤维和目标突变，扩展了噬菌体宿主特异性和功能性宏基因组学的效率。研究团队利用这些改良的噬菌体颗粒将大型宏基因组质粒文库引入临床相关的细菌病原体，并筛选土壤和肠道微生物组以及临床基因组中的ARGs，针对13种抗生素，展示了这种方法大大扩展了识别出的ARGs列表。

研究还发现，许多ARGs对细菌的抗性有物种特异性影响；它们在一种细菌物种中提供高水平的抗性，但在相关物种中却提供非常有限的抗性。此外，研究人员还鉴定了针对目前正在临床开发或最近已获批准的抗生素的移动ARGs。总体而言，DEEPMINE为研究微生物群落提供了功能性宏基因组学工具箱的扩展。

该研究的通讯作者Csaba Pál表示：“DEEPMINE的开发不仅提高了我们对微生物群落中ARGs的认识，还有助于预测和防范未来可能出现的抗生素抗性问题。”研究团队通过在多个宿主细菌中进行筛选，显著扩展了细菌抗性基因组的样本，这一方法的改进有望为抗生素抗性研究提供新的视角和解决方案。

这项工作得到了多个国际资助机构的支持，包括欧盟地平线2020研究和创新计划、匈牙利国家研究发展创新办公室等。研究团队希望DEEPMINE能够成为预测和应对未来抗生素抗性挑战的有力工具。

参考文献：Apjok G, Számel M, Christodoulou C, et al. Characterization of antibiotic resistomes by reprogrammed bacteriophage-enabled functional metagenomics in clinical strains. Nat Microbiol. 2023;8(3):410-423. doi:10.1038/s41564-023-01320-2