非营养性甜味剂可通过接合基因转移促进抗生素耐药性的传播

Nonnutritive sweeteners can promote the dissemination of antibiotic resistance through conjugative gene transfer

作者信息Zhigang Yu, Yue Wang, Ji Lu, Philip L Bond, Jianhua Guo
PMID33589766
期刊ISME J
发布时间2021-07
DOI10.1038/s41396-021-00909-x

摘要

抗菌素耐药性(AMR)对全球人类健康和生物安全构成威胁。抗生素耐药基因(ARGs)通过接合质粒转移传播是这一耐药性演变的主要因素。尽管糖精、三氯蔗糖、阿斯巴甜和安赛蜜钾等常用非营养性甜味剂作为安全食品添加剂被允许使用,但近期研究发现它们可能导致肠道菌群变化,其效果与抗生素引起的菌群变化相似。鉴于抗生素能够促进抗生素耐药基因(ARGs)的传播,我们推测这些非营养性甜味剂可能具有类似效应。本研究首次证明,在相同及不同系统发育菌株间的三种已建立的接合模型中,糖精、三氯蔗糖、阿斯巴甜和安赛蜜钾能够促进质粒介导的接合转移。通过单细胞水平实时动态观察了接合过程。暴露于测试化合物的细菌表现出活性氧(ROS)产生增加、SOS反应增强及基因转移加速。此外,在测试化合物暴露下,亲本细菌的细胞膜通透性均有所提高。甜味剂处理显著上调了与ROS解毒、SOS反应及细胞膜通透性相关基因的表达。综上所述,非营养性甜味剂的暴露可增强细菌接合作用。我们的研究结果为理解AMR传播提供了新视角,并揭示了非营养性甜味剂可能存在的潜在风险。

实验方法

产品清单

名称品牌货号
酶标仪TecanInfinite M200
CytoFLEX S流式细胞仪Beckman Colter--
B04A微流控板室ONIX, CellASIC®, Merck--
GeneJET质粒小提试剂盒Life Technologies--
PowerWater® DNA提取试剂盒MoBio--
RNeasy Mini KitQIAGEN--
HiSeq 2500测序仪Illumina--