フタレートは抗生物質耐性遺伝子の拡散を促進する： 見過ごされてきた環境リスク

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c09491

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c09491

ジン・ウー
,
周潤華
,
劉 東風（リュウ ドンフェン）1
,
ジーウー
,
何 瑠璃（ヘー）さん
,
程周華
,
李慧慧（リ・ホイホイ
であり、また
Wen-Wei Li （ウェンウェイ・リー
これを引用する： Environ. サイエンス・テクノル(Sci. Technol. 2023, xxxx, xxx, xxx-xxx
発行日：2023年4月21日
https://doi.org/10.1021/acs.est.2c09491
© 2023 American Chemical Society
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アブストラクト
プラスチックと微生物の相互作用は、環境および生態系への関心を高めている。しかし、これまでの研究は、主に直接的な相互作用に集中しており、環境中に継続的に放出・蓄積される一般的なプラスチック添加物であるフタル酸エステル（PAEs）の生態毒性学的影響にはほとんど関心が払われていませんでした。ここでは、PAEsが環境微生物の間で抗生物質耐性遺伝子（ARG）の拡散に与える影響について考察を行う。フタル酸ジメチル（DMP、モデルPAE）を環境に適した濃度（2-50μg/L）で使用すると、プラスミドを介したARGの属内、属間、廃水中の微生物間の共役移動がそれぞれ最大3.82、4.96、4.77倍と大幅に促進されました。実験および分子動力学シミュレーションの結果、DMP分子と細胞膜のホスファチジルコリン二重膜との強い相互作用が明らかになり、膜脂質の流動性を低下させ、膜透過性を高めてARGの移送を促進することがわかった。また、DMPストレス下での活性酸素種の発生増加やコンジュゲーション関連遺伝子の過剰発現も、遺伝子導入の促進に寄与している。本研究は、PAEと細菌の相互作用に関する基礎的な知識を提供し、特にコロニー化した微生物を持つニッチにおけるプラスチックの環境・生態リスクに関する理解を広げ、ARGの環境拡散を制御するための指針を与えるものである。
KEYWORDS
フタル酸ジメチル
抗生物質
サポーティング・インフォメーション
Supporting Informationは、https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c09491 から無料で入手できます。
様々な水生・陸生環境で検出されるフタル酸塩の濃度（表S1）；排水で検出されるフタル酸塩の濃度（表S2）；人工下水培地（表S3）；アンプリコン配列とコミュニティの方法、本研究で用いたプライマー（表S4〜S7）；標的遺伝子の標準曲線（表S8）；DMPの標準曲線（図S1）；DMP処理または無処理の交配系後の選択プレートにおけるトランス共役数画像（図S2）についての詳細説明．トランスコンジュガントのARG（tetA）のPCRアンプリコンのゲル電気泳動（図S3）；細菌の増殖に対する異なる濃度のDMPの影響（図S4）；フタル酸ジ-（2-エチルヘキシル）およびフタル酸ジ-n-ヘキシル存在下での細菌間のRP4プラスミドの結合伝達頻度（図S5）； 膜透過性に対する異なる濃度のDMPの影響（図S6）、コンジュゲート細胞懸濁液の初期濃度に対するDMP濃度の比率（図S7）、CAT活性に対する異なる濃度のDMPの影響（図S8）（PDF)
フタレートは抗生物質耐性遺伝子の拡散を促進する： 見過ごされてきた環境リスク
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S1
の補足説明です。
フタレートは抗生物質耐性遺伝子の拡散を促進する - An
見過ごされてきた環境リスク
ジン・ウー
1,3
周潤華
2,3
リュウ・ドンフェン
2,**
呉 傑（ウー ジー
2,3
ルリ・ヘー（Ru-Li He
2,3
周華
チェン
1
李慧慧（リ・ホイホイ
1
李文偉（リ・ウェンウェイ）氏
1,2,3,**
1
中国科学技術大学生命科学学院、合肥、
230026、中国
2
都市汚染物質変換CAS重点実験室、都市汚染物質変換部
科学技術大学院大学環境科学工学科
中国、合肥市、230026、中国国内
3
科学技術大学蘇州先端研究院
中国蘇州市215123番地
**Corresponding authors：
Dr. Dong-Feng Liu, E-mail：
dfl@ustc.edu.cn
Wen-Wei Li教授、E-mail：
wwli@ustc.edu.cn
このサポート情報は、8つの表、8つの図を含む、21ページの文書です。
この表紙をご覧ください。
S2
テキストS1
トランスコンジュガントの確認
交配アッセイの後、3つのコロニーを
各トランスジューガント選択プレートからランダムに選び、一晩培養した。
を37℃のLB培地で培養した。 トランスコンジュガントのプラスミドを抽出し
アガロースゲル電気泳動法（1.0％アガロース）により検証し、その発生を確認した。
テトア
をトランスコンジュガントに導入した。プライマー配列は以下の通りです：
tetA
FWです：
5′-cagatcgtaattctgagcactgt
-3′
テトア
RVです：
5′-gaaggcaagcaggatgtagc
-3′
テキスト S2
アンプリコンシークエンスと群集組成の解析
. トランスコンジュガンス
を、LB培地で37℃、一晩培養した。 合計
共同ゲノムDNA抽出は、E.Z.N.A™ Mag-Bind Soilを使用して行いました。
DNA Kit (Omega, M5635-02, USA)を、メーカーの指示に従い使用した。 その
細菌16S rRNA遺伝子のV3-V4超可変領域は、PCRで増幅した
ことによって
ユニバーサル
プライマーを
その
アンプリコン
PCR法
寄越す
プライマー
(cctacgggnggcwgcag)
と
アンプリコン
PCR法
リバース
プライマー
(gactachvgggtatctaatcc）。 サンプルはSangon BioTechに納品されました。
(shanghai, China)で、ユニバーサルイルミナアダプターとインデックスを用いたライブラリー構築のために使用した。
シーケンス後、2つの短いイルミナリーディングをPEARソフトウェアでアセンブルした。
(バージョン0.9.8)をオーバーラップに従って処理し、fastqファイルから
個々のfastaファイルやqualファイルを作成し、標準的な方法で解析することができます。その
拡大する
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ほとんどの電子版Supporting Informationファイルは、ACS Web Editionsの購読がなくても利用可能です。これらのファイルは、研究用に論文ごとにダウンロードすることができます（関連論文にリンクされた公共利用ライセンスがある場合、そのライセンスは他の利用を許可する場合があります）。その他の利用については、RightsLink許可システム（http://pubs.acs.org/page/copyright/permissions.html）を通じてACSに依頼し、許可を得ることができる。
引用者
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