2024-04-24
抗(kang)(kang)(kang)(kang)生(sheng)(sheng)素(su)是指由(you)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)（包括細菌(jun)、真菌(jun)、放線菌(jun)屬）或高(gao)等(deng)動植物(wu)(wu)在生(sheng)(sheng)活過(guo)程中所產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)具有抗(kang)(kang)(kang)(kang)病原體或其(qi)他活性的(de)(de)(de)一(yi)類次級代謝產物(wu)(wu)，能干(gan)擾其(qi)他生(sheng)(sheng)活細胞(bao)發(fa)育功(gong)能的(de)(de)(de)化學(xue)物(wu)(wu)質。其(qi)進入環境威(wei)脅(xie)著環境的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)態安全，不僅(jin)(jin)影(ying)響人體健(jian)康(kang)，而(er)且(qie)威(wei)脅(xie)動植物(wu)(wu)的(de)(de)(de)新(xin)(xin)陳代謝和發(fa)育。合理利用(yong)(yong)(yong)高(gao)通量測序和多組(zu)學(xue)分(fen)析(xi)進行抗(kang)(kang)(kang)(kang)生(sheng)(sheng)素(su)相(xiang)關(guan)研究，快(kuai)速、準確地獲取(qu)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)、動植物(wu)(wu)乃至人體的(de)(de)(de)基(ji)因組(zu)、轉錄組(zu)和蛋(dan)白組(zu)等(deng)數(shu)據，通過(guo)多組(zu)學(xue)分(fen)析(xi)揭示抗(kang)(kang)(kang)(kang)生(sheng)(sheng)素(su)在生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體內的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)機制(zhi)、代謝途徑(jing)以(yi)(yi)及(ji)可能產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)副作用(yong)(yong)(yong)。這(zhe)不僅(jin)(jin)有助于我們深入理解(jie)抗(kang)(kang)(kang)(kang)生(sheng)(sheng)素(su)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)效應(ying)，還能夠為抗(kang)(kang)(kang)(kang)生(sheng)(sheng)素(su)的(de)(de)(de)優化使用(yong)(yong)(yong)、新(xin)(xin)藥研發(fa)以(yi)(yi)及(ji)環境保護提供有力的(de)(de)(de)科學(xue)支(zhi)撐。
抗生素研究目的(de) 1.了解抗生素的(de)作用機制 深入了解(jie)其如何與(yu)微(wei)(wei)生物細胞內的特定靶點相互作用(yong)，從(cong)而抑制或殺(sha)死病(bing)原體，有助于更(geng)精準地設計新的抗(kang)生素，避免產生耐藥性。 2.探究(jiu)抗生素(su)的副作用 長(chang)期使用抗(kang)生素可能會導致一(yi)系列(lie)副(fu)作用，如腸道菌群失衡(heng)、過敏反(fan)應(ying)等。研(yan)究抗(kang)生素的(de)(de)副(fu)作用有助于我們(men)更好地評估其風險(xian)，并制定相應(ying)的(de)(de)預防(fang)和處理措施。 3.研究抗生素的(de)耐(nai)藥性機(ji)制 隨著抗生(sheng)(sheng)素(su)的(de)廣泛使用，微生(sheng)(sheng)物(wu)逐(zhu)漸發展(zhan)出對抗生(sheng)(sheng)素(su)的(de)抵抗能力。研究抗生(sheng)(sheng)素(su)耐藥性的(de)機制(zhi)，有助于我(wo)們理解(jie)這一過程，從而(er)制(zhi)定(ding)有效的(de)應對策略，如開發新型抗生(sheng)(sheng)素(su)或(huo)改進現有的(de)治療方法。
多(duo)組學(xue)研(yan)究(jiu)思路(lu) 1.基因組學： 利用基(ji)(ji)因(yin)(yin)測序技術，對耐(nai)藥(yao)菌株(zhu)的基(ji)(ji)因(yin)(yin)組進行基(ji)(ji)因(yin)(yin)組組裝和(he)變異檢測，得到高質量基(ji)(ji)因(yin)(yin)組和(he)基(ji)(ji)因(yin)(yin)組層(ceng)面的突變位點。同時(shi)，基(ji)(ji)因(yin)(yin)組學分(fen)析(xi)還可以揭示耐(nai)藥(yao)菌株(zhu)的進化關系。 2.微(wei)(wei)生物組(zu)學 微(wei)生(sheng)物多樣性，宏基(ji)(ji)因組(zu)(zu)，宏轉錄(lu)組(zu)(zu)分析(xi)得到物種(zhong)信息(xi)﹑基(ji)(ji)因信息(xi)，進(jin)一步挖掘(jue)與抗(kang)生(sheng)素相關的基(ji)(ji)因和代(dai)謝途徑，這為發現新型(xing)抗(kang)生(sheng)素提供(gong)了豐富的資(zi)源。 3.轉錄組學 轉錄組學可(ke)用于研(yan)究耐藥菌株在抗生素作用下的(de)基(ji)(ji)因表達變化。通過(guo)分析差異表達基(ji)(ji)因，了解(jie)耐藥菌株在應對抗生素壓力時的(de)轉錄調控機制，從(cong)而揭示耐藥性的(de)形成過(guo)程。 4.蛋白質組學 蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)組學(xue)技(ji)術(shu)可以鑒(jian)定耐(nai)藥(yao)菌株中的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)表達譜，特別是與抗生素靶點相關的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)。通過比較不(bu)同耐(nai)藥(yao)菌株之間(jian)的(de)蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)差(cha)異，可以發現新(xin)的(de)耐(nai)藥(yao)機制(zhi)或靶點。 5.代(dai)謝(xie)組學(xue) 抗(kang)生(sheng)(sheng)素代(dai)謝組研究(jiu)主要聚焦(jiao)于抗(kang)生(sheng)(sheng)素在生(sheng)(sheng)物體(ti)(ti)內的(de)代(dai)謝途徑、代(dai)謝產物及其變化規(gui)律。其目的(de)在于揭示抗(kang)生(sheng)(sheng)素與生(sheng)(sheng)物體(ti)(ti)內其他代(dai)謝物質的(de)相互作用(yong)，進而理解抗(kang)生(sheng)(sheng)素的(de)藥效、副作用(yong)以及耐(nai)藥性的(de)形成機制。
多組(zu)學案例分(fen)享 案例1 文章題目： Disparate toxicity mechanisms of parabens with different alkyl chain length in freshwater biofilms: Ecological hazards associated with antibiotic resistome 宏基因組揭示(shi)對羥基苯甲酸在淡水(shui)微(wei)生物的(de)毒性(xing)機(ji)制和抗(kang)性(xing)耐藥！ 期刊：Science of the Total Environment 影響因子(zi)：9.8 技術手段：宏基因組測(ce)(ce)序(xu)、抗(kang)生素暴露實驗、化學結構預測(ce)(ce)分(fen)析 研究內容： 這項(xiang)研究(jiu)首次為(wei)(wei)淡水生(sheng)(sheng)物膜中(zhong)結構依賴性(xing)(xing)(xing)對羥基(ji)(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酸(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)毒性(xing)(xing)(xing)提供(gong)了(le)(le)理論和(he)實驗室證據。研究(jiu)結果揭示了(le)(le)不同烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)鏈(lian)對羥基(ji)(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酸(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)毒性(xing)(xing)(xing)機制，發(fa)(fa)現(xian)了(le)(le)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)鏈(lian)長度會影(ying)(ying)響對羥基(ji)(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酸(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)疏水性(xing)(xing)(xing)，并(bing)(bing)最終改(gai)變(bian)其細(xi)胞分布和(he)毒性(xing)(xing)(xing)作(zuo)用(yong)。具(ju)有(you)較(jiao)長烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)鏈(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)BuP更可(ke)能(neng)停留在細(xi)胞膜中(zhong)，并(bing)(bing)通過與磷(lin)脂的(de)(de)(de)(de)(de)非共價相(xiang)互作(zuo)用(yong)改(gai)變(bian)膜通透性(xing)(xing)(xing)，從而導致細(xi)胞壞死(si)(si)。烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)鏈(lian)較(jiao)短(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)MeP優(you)先進入細(xi)胞質，通過與生(sheng)(sheng)物大分子發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)化學反應影(ying)(ying)響mazE基(ji)(ji)(ji)(ji)因(yin)表達，從而引發(fa)(fa)細(xi)胞凋亡。此外，盡管MeP的(de)(de)(de)(de)(de)致死(si)(si)率低于(yu)BuP，但(dan)它可(ke)能(neng)對ARG的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)轉移性(xing)(xing)(xing)產生(sheng)(sheng)更大的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響，并(bing)(bing)誘發(fa)(fa)更嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)與抗生(sheng)(sheng)素耐藥組相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)態危害。總體而言，這項(xiang)研究(jiu)對于(yu)了(le)(le)解對羥基(ji)(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酸(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)毒性(xing)(xing)(xing)機制的(de)(de)(de)(de)(de)結構依賴性(xing)(xing)(xing)具(ju)有(you)重要意義，并(bing)(bing)且該研究(jiu)成(cheng)果可(ke)能(neng)用(yong)作(zuo)其他(ta)具(ju)有(you)直鏈(lian)烷(wan)(wan)(wan)基(ji)(ji)(ji)(ji)鏈(lian)的(de)(de)(de)(de)(de)對羥基(ji)(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酸(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)預(yu)測，從而為(wei)(wei)開發(fa)(fa)更優(you)質和(he)更安(an)全的(de)(de)(de)(de)(de)對羥基(ji)(ji)(ji)(ji)苯(ben)甲(jia)酸(suan)酯(zhi)(zhi)(zhi)產品(pin)配方提供(gong)新的(de)(de)(de)(de)(de)見解。 研究路線： 結果展示(shi)： 案例2 文章題目： Multi-omics analysis reveals the influence of tetracycline on the growth of ryegrass root 多組學分(fen)析揭(jie)示了四環素(su)對黑麥(mai)草根系生長的影響(xiang) 期(qi)刊：Journal of Hazardous Materials 影響因子：13.6 技術手段(duan)：轉錄組(zu)、蛋白組(zu)、代謝組(zu) 研究內容： 抗(kang)(kang)(kang)生(sheng)素(su)可(ke)以抑制微生(sheng)物(wu)(wu)的(de)生(sheng)長和繁殖，以治療疾病和感染。抗(kang)(kang)(kang)生(sheng)素(su)進入環(huan)(huan)境威脅著動物(wu)(wu)、植物(wu)(wu)和環(huan)(huan)境的(de)生(sheng)態(tai)安全。抗(kang)(kang)(kang)生(sheng)素(su)不(bu)僅影(ying)響人體健康，而且威脅植物(wu)(wu)和動物(wu)(wu)的(de)新(xin)陳代謝(xie)和發(fa)育。在我們之前的(de)研究中，四環(huan)(huan)素(su)抑制黑(hei)麥草和小麥的(de)細胞(bao)生(sheng)長，降低葉綠(lv)素(su)和類胡蘿卜素(su)含(han)量(liang)，增(zeng)加ROS和丙(bing)二醛的(de)產生(sheng)。 為了(le)探討了(le)四環素(su)(su)對(dui)黑麥(mai)(mai)草(cao)的(de)毒性(xing)作用(yong)機制，本(ben)研(yan)究(jiu)通過對(dui)黑麥(mai)(mai)草(cao)進行(xing)四環素(su)(su)脅(xie)迫(po)(po)，并結(jie)合轉(zhuan)錄(lu)組(zu)(zu)、蛋白質(zhi)組(zu)(zu)和(he)代(dai)謝組(zu)(zu)技(ji)術揭示了(le)四環素(su)(su)脅(xie)迫(po)(po)背后(hou)的(de)生命結(jie)構。確(que)定了(le)四環素(su)(su)對(dui)次(ci)生代(dai)謝、脂質(zhi)代(dai)謝、氨基酸代(dai)謝和(he)碳水化合物(wu)代(dai)謝的(de)影響(xiang)，并確(que)定了(le)類黃酮代(dai)謝是響(xiang)應四環素(su)(su)的(de)關鍵成分。以(yi)上研(yan)究(jiu)為四環素(su)(su)脅(xie)迫(po)(po)下黑麥(mai)(mai)草(cao)根(gen)系的(de)許多細胞過程提(ti)供了(le)全面的(de)數據(ju)集。 研(yan)究路線： 結果展示： 案例3 文章題目(mu)： Genetic Characteristics and Microbiological Profile of Hypermucoviscous Multidrug-Resistant Klebsiella variicola Coproducing IMP-4 and NDM-1 Carbapenemases 細菌完成圖助力(li)探究高黏液性多重耐藥(yao)變棲克雷伯菌的遺傳特性和微(wei)生物學(xue)特征！ 期刊：Microbiology Spectrum 影響因(yin)子(zi)：3.7 技術(shu)手段：細菌基因組(zu)完(wan)成圖測序、MLST分析、致病毒力因子分析、抗性基因分析和質(zhi)粒遺傳背景(jing)圖分析等(deng) 研究內容： 肺(fei)炎(yan)(yan)(yan)克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)對碳青(qing)(qing)霉(mei)烯酶(mei)耐藥(yao)對全(quan)世界(jie)的(de)人(ren)類(lei)健康構成嚴重威脅，主要(yao)由(you)碳青(qing)(qing)霉(mei)烯酶(mei)的(de)傳播(bo)驅(qu)動，碳青(qing)(qing)霉(mei)烯酶(mei)主要(yao)由(you)肺(fei)炎(yan)(yan)(yan)克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)碳青(qing)(qing)霉(mei)烯酶(mei)(KPC)、新德里金屬-β-內(nei)酰胺酶(mei)(NDM)和亞胺培訥酶(mei)(IMP)組成。變(bian)(bian)棲克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)是(shi)肺(fei)炎(yan)(yan)(yan)克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)復合物的(de)一(yi)個亞群，是(shi)一(yi)種共生細菌(jun)(jun)(jun)，能夠在(zai)(zai)植物、動物和人(ren)類(lei)中(zhong)定殖。然(ran)而，由(you)于(yu)(yu)最近被認為是(shi)血液和尿路感染(ran)的(de)原(yuan)因(yin)，它被認為是(shi)人(ren)類(lei)的(de)一(yi)種新興病原(yuan)體。與肺(fei)炎(yan)(yan)(yan)克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)相比，變(bian)(bian)棲克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)分(fen)離(li)株(zhu)通常表現出較低(di)的(de)抗(kang)生素耐藥(yao)性。盡管在(zai)(zai)世界(jie)范圍內(nei)有越來越多的(de)報(bao)道，但(dan)對變(bian)(bian)棲克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)作為人(ren)類(lei)感染(ran)因(yin)子的(de)研究仍舊(jiu)很(hen)少(shao)。本研究首次報(bao)道了從中(zhong)國兒科患者身(shen)上(shang)分(fen)離(li)得(de)到(dao)一(yi)株(zhu)獨(du)特的(de)變(bian)(bian)棲克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)，該(gai)分(fen)離(li)株(zhu)具有典型的(de)肺(fei)炎(yan)(yan)(yan)克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)特征超粘性，并含有多個碳青(qing)(qing)霉(mei)烯類(lei)耐藥(yao)基因(yin)，且(qie)這些耐藥(yao)基因(yin)位于(yu)(yu)一(yi)個新的(de)雜(za)交(jiao)質粒(li)上(shang)，研究表明該(gai)質粒(li)可能是(shi)從克(ke)雷(lei)伯(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)菌(jun)(jun)(jun)中(zhong)引(yin)入并經(jing)歷了一(yi)系列(lie)的(de)整合和重組進化事件(jian)。 研究路線： 結果(guo)展示：
