科學(xué)揭示抗生素高效降解菌應(yīng)對四環(huán)素脅迫的響應(yīng)機制

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所耕地質(zhì)量保育團隊、CAAS-CIAT可持續(xù)農(nóng)業(yè)聯(lián)合實驗室開展了微生物降解四環(huán)素機制研究，探究了真菌、細菌對四環(huán)素的降解特性及降解途徑，并基于代謝組學(xué)推測了降解菌株對四環(huán)素脅迫的代謝響應(yīng)模式。相關(guān)成果發(fā)表在《環(huán)境污染（Environmental Pollution）》和《微生物（Microorganisms）》雜志上。

 

　　據(jù)阮志勇副研究員介紹，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，四環(huán)素等抗生素能通過多種途徑進入耕地系統(tǒng)，成為土壤中的新型污染物?？股乇┞稌绊懲寥乐械纳锘顒雍臀⑸锏娜郝浣M成，進而影響土壤生態(tài)健康和耕地質(zhì)量，甚至?xí)g接對人體健康造成潛在風(fēng)險，因此亟須采取有效手段修復(fù)抗生素污染。

 

　　針對耕地土壤中的四環(huán)素污染，根據(jù)微生物在降解環(huán)境污染物方面具有的環(huán)境友好、低能耗、高效率等優(yōu)勢，研究團隊采用培養(yǎng)組學(xué)策略從環(huán)境中篩選分離出了豐富的四環(huán)素降解菌株資源。研究表明，菌株在受到四環(huán)素脅迫和損害后，細胞膜加速從胞外運送營養(yǎng)物質(zhì)用于氨基酸代謝，產(chǎn)生乙酰輔酶A、琥珀酰輔酶A等進入TCA循環(huán)；TCA循環(huán)過程中能夠產(chǎn)生大量的核苷酸、氨基酸前體物質(zhì)用以菌株DNA中四環(huán)素外排蛋白、降解酶的表達，排出胞內(nèi)的四環(huán)素并在胞外對其進行降解。因四環(huán)素導(dǎo)致的細胞損傷和氧化損傷則由?；撬帷⒃策瓤寡趸锞徑?。該研究對進一步深入了解微生物降解四環(huán)素機制具有重要意義。同時為耕地系統(tǒng)中四環(huán)素污染的生物修復(fù)提供了潛在的微生物資源，為維系耕地質(zhì)量和健康提供了新的方向和思路。

 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項目的資助。

 

　　原文鏈接：

 

　　https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119299

 

　　https://doi.org/10.3390/microorganisms1003