多粘菌素耐药基因(mcr-1)的分子演化、水平转移规律及机制研究

基本信息
批准号:81602816
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:18.00
负责人:杨栋
学科分类:
依托单位:中国人民解放军军事科学院军事医学研究院
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邱志刚,刘珊珊,苗静,张坤明
关键词:
mcr1分子演化水平转移机制耐多粘菌素基因
结项摘要

The polymyxins (colistin and polymyxin B) remain the last line of defense against many Gram-negative bacilli. However, a colistin resistance gene (mcr-1) has been reported in many countries since Nov. 2015, which attracts the world wide concerns. Recently, we have isolated mcr-1 encoding plasmid from Haihe River and the Yangtze River, respectively, and the evolutionary dynamics, the horizontal transfer discipline and conjugation mechanisms of the mcr-1 gene in water environment were unknown. In order to show the mcr-1 gene pollution in seven river basins, the amount of mcr-1 gene will be quantified by RT-qPCR, and the bacteria contained the mcr-1 gene will be isolated and identified. The evolutionary dynamics analysis will be performed based on the whole sequence mcr-1 encoding plasmid. In addition, to reveal the mechanisms of mcr-1gene horizontal transfer between the same species and cross-species, two categories of conjugation model mediated by mcr-1 encoding plasmid will be established, and the gene regulatory pathways of conjugation will be focus on. Our results will provide theoretical and technical support for the control of mcr-1 gene pollution in water environment.

多粘菌素被认为是对抗某些革兰氏阴性细菌引起严重感染的“最后一道防线”,然而2015年11月以来,人们在多个国家相继从禽畜、健康人群及患者体内发现了对多粘菌素耐药的新基因mcr-1,引起全球范围的关注。我们近期从海河、长江水样中分离到携带mcr-1基因的质粒,然而mcr-1基因在水环境中的演化、转移规律及机制不清楚。在前期研究的基础上,我们将利用分子生物学技术、细胞生物学技术和微生物学技术等对我国七大水系中mcr-1基因进行定量检测,摸清其污染状况,并对含有mcr-1基因的细菌进行分离、鉴定;在对携带mcr-1基因的质粒全序列以及结构进行分析的基础上,进行分子演化分析;建立两类质粒介导mcr-1基因的接合转移模型,并从接合转移的基因调控途径入手,揭示同种属和跨种属细菌间的转移机制,为控制mcr-1基因污染提供理论与技术支撑。

项目摘要

耐多粘菌素新基因mcr-1的发现,引起全球关注。最初的研究聚焦于人群、家禽和农产品中检测mcr-1基因,而与人们健康密切相关的水环境中的mcr-1基因污染情况,尚未见报道。已结题项目按照计划书的要求完成了各项研究内容,首先研究了我国七大水系中mcr-1基因污染情况,并对天津海河流域mcr-1基因污染情况进行了监测(每月1次,共半年),结果显示,海河已经存在不同程度的mcr-1基因污染,并发表SCI论文1篇;其次,从环境水样中分离到3个菌株,经过纯化后,进行质谱检测,Haihe-5,Haihe-13为大肠杆菌,Zhujiang-1为肺炎克雷伯菌;并检测它们了对16种抗生素的MIC,结果显示它们都是多重耐药细菌;提取质粒进行测序分析,结果显示都含有携带mcr-1基因的质粒,并对它们的序列进行了比对,初步获得了分子演化特征;同时发现位于菌株Haihe-13的plas1上的PmrE基因可能具有多粘菌素抗性,但是经过NCBI检索,未发现有相似的序列,随后对该基因进行克隆表达,证实了具有多粘菌素抗性,并申请发明专利1项。最后,以菌株Haihe-13为供体菌,E coli J53为受体菌建立接合对,结果显示,该mcr-1质粒的接合转移率约为10-6/recipients,并对接合过程相关基因配对基因trbB进行检测,初步探讨了质粒介导mcr-1基因接合转移规律及机制,相关研究还在进行中。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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