科學家發現抗生素—重（類）金屬抗性基因共存證據

6月17日，華東師范大學生態與環境科學學院研究員張思宇團隊，聯合中國科學院城市環境研究所研究員朱冬、美國佐治亞理工學院教授Konstantinos T. Konstantinidis、中國科學院院士朱永官等，證實了農業土壤微生物組中的抗生素抗性基因（ARGs）和重（類）金屬抗性基因（MRGs）共存于同一遺傳原件，且具備更強的可遷移性和致病性潛力，為探究生態系統中抗生素和重（類）金屬共抗性微生物提供了新的研究思路。相關研究在線發表于《自然—通訊》。

微生物攜帶的ARGs是一種新型環境污染物，其在環境中的遷移和傳播，可能引發耐藥病原菌的產生，已成為全球最為嚴重的公眾衛生問題之一。長期施用有機肥，不僅會增加土壤中ARGs的豐度和多樣性，也會增加MRGs的豐度和多樣性。前期研究表明，農業土壤中可能存在同時攜帶ARGs和MRGs的微生物。

研究團隊對全球尺度的農業土壤宏基因組進行分析，提出針對ARG-MRG共存contig分析的方法，發現了有機肥施用增加了ARG-MRG的共存類型，而攜帶ARG-MRG共抗性基因的土壤微生物組，通常也攜帶更高占比的可移動遺傳原件基因（MGEs）和決定微生物致病性的毒力基因（VFGs）。進一步分析發現，共存于同一遺傳原件的ARGs和MRGs，在重（類）金屬脅迫壓力下表現出更高的轉錄組活性。 

農業土壤微生物組中ARG-MRG共存的豐度和類型。圖片來源于《自然—通訊》

在此基礎上，研究人員應用機器學習模型，預測了全球尺度上農業土壤中ARG-MRG共抗性微生物的豐度，發現在北美洲中部、歐洲東部、亞洲西部和中國東北部地區的土壤中存在較高的污染風險。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-49165-5