Johdanto

Horisontaalinen geenisiirto (HGT) bakteerisolujen välillä vaikuttaa bakteerien sopeutumiseen erilaisiin ympäristöihin ja pitkällä aikavälillä bakteerien evoluutioon (Lorenz ja Wackernagel, 1994; Bushman, 2002; Thomas ja Nielsen, 2005). Ihmisen ympäristössä se aiheuttaa kuitenkin ei-toivottua patogeenisyyden, antibioottiresistenssin tai keinotekoisesti muokattujen geenien leviämistä (Bushman, 2002; Keese, 2008; Kelly et ai., 2009a, b). Kolme HGT-mekanismia bakteereissa hyväksytään yleisesti: konjugaatio, transduktio ja transformaatio (Bushman, 2002; von Wintersdorff et ai., 2016). Konjugaatio ja transduktio käsittävät spesifisen laitteen DNA: n siirtämiseksi luovuttajalta vastaanottajasoluille; nämä ovat konjugatiivisia pili- ja faagivirioneja, vastaavasti. Transformaatio on ensisijaisesti vastaanottavien solujen toiminto, joka ilmaisee kykyä ottaa solunulkoinen alasti DNA.

Transformaatiokompetenssi voidaan indusoida luonnollisesti tai keinotekoisesti, mutta kaikki bakteerilajit eivät kehitä luonnollista kompetenssia (Lorenz ja Wackernagel, 1994; Johnston et ai., 2014). Luonnollisesti transformoitavissa bakteereissa osaaminen on yleensä ohimenevää ja johtuu organismin kasvutilan muutoksista (Johnston et al., 2014). Ryhmä ”kompetenssigeenejä” on tunnistettu, ja yleisiä mekanistisia malleja on ehdotettu (Chen ja Dubnau, 2004), vaikka yksittäisten bakteerilajien tarkkoja mekanismeja ei ole riittävästi selvitetty (Cameron ja Redfield, 2006, 2008; Sinha et ai. ., 2009; Seitz ja Blokesch, 2013; Johnston et ai., 2014; Jaskólska ja Gerdes, 2015) .Koska transformaatio vaatii solunulkoisen paljaan DNA: n substraattina, herkkyys DNaasille, joka hajottaa paljaan DNA: n, on avain transformaation erottamiseen muista DNaasiresistentit HGT-mekanismit (Lorenz ja Wackernagel, 1994; Giovanetti ym., 2005; Marshall ym., 2010; Rohrer ym., 2012; Blesa ja Berenguer, 2015).

Yleensä Escherichia colin ei uskota olevan luonnostaan transformoituva; sillä kehittyy korkea geneettinen kompetenssi vain keinotekoisissa olosuhteissa, mukaan lukien altistuminen korkeille Ca2 + -pitoisuuksille ja lämpötilan sokki (Mandel ja Higa, 1970; Hanahan, 1983; Sambrook et ai., 1989), polyetyleeniglykoli kohdella (Chung et ai., 1989; Sambrook et ai., 1989) tai sähköisku (Sambrook ja Russell, 2006). Kuulemisen mukaan E. coli voi kuitenkin ilmaista vaatimattoman pätevyyden tietyissä olosuhteissa, jotka ovat toteutettavissa sen luonnollisissa ympäristöissä (Baur et al., 1996, Bauer et ai., 1999; Tsen et ai., 2002; Woegerbauer et al., 2002) . Seuraavassa määritellään transformaatio, jossa plasmidi lisättiin ulkoisesti plasmidimuunnoksena (PT) ja transformaatio, jossa plasmidi-DNA tulee kuolleista bakteerisoluista (ympäristöstä), horisontaalisena plasmidinsiirtona transformaationa (HPTT).

Escherichia colilla näyttää olevan useita DNA: n sisäänottomekanismeja, mukaan lukien kaksi suosittua: yksi, joka riippuu ”kompetenssigeeneistä”, jotka toimivat yleisesti monissa gramnegatiivisissa ja -positiivisissa bakteereissa (Finkel ja Kolter, 2001; Palchevskiy ja Finkel, 2006; Sinha et ai., 2009; Sinha ja Redfield, 2012; Seitz ja Blokesch, 2013; Johnston ym., 2014; Jaskólska ja Gerdes, 2015) .Tätä mekanismia johtaa pääasiassa solupinnan ympärille muodostunut spesifinen molekyylilaite rakenne, joka kulkee solukalvojen läpi vain lineaarista yksisäikeistä DNA: ta, joka on tuotettu käyttämällä spesifistä periplasman nukleaasia. E. colissa näiden geenien ei katsota vaikuttavan PT: hen, koska PT vaatii koskemattomien kaksoissolujen sitoutumista ketjutettu pyöreä DNA (Sinha ja Redfield, 2012; Johnston et ai., 2014). Siksi on epätodennäköistä, että tämä mekanismi vaikuttaa PT: hen ympäristössä. Toinen mekanismi on riippuvainen ulkoisista ympäristötekijöistä, kuten kaksiarvoisista metalli-ioneista, lämpöshokista ja fysikaalisista rasituksista (Mandel ja Higa, 1970; Hanahan, 1983; Yoshida, 2007; Rodríguez-Beltrán et ai., 2013). Näiden ärsykkeiden katsotaan yleisesti indusoivan huokosmaisten rakenteiden muodostumista solun pinnassa koskemattoman kaksisäikeisen DNA: n, mukaan lukien pyöreät plasmidit, kuljettamiseksi, vaikka yksityiskohdat ovat edelleen epäselviä (Reusch et ai., 1986; Reusch ja Sadoff, 1988; Huang ja Reusch, 1995; Sun et ai., 2013; Asif et ai., 2017). Ca2 + – ja Mg2 + -ionit ovat tyypillisimpiä kompetensseja aiheuttavia tekijöitä. Ympäristöympäristöt sisältävät usein useita millimolaarisia näitä ioneja, joiden pitoisuudet ovat riittävät aiheuttamaan heikkoa mutta havaittavaa pätevyyttä E. colissa (Baur et al., 1996, Bauer et ai., 1999; Maeda et ai., 2003). Siksi tämä mekanismi on mahdollinen ympäristössä laboratorioiden ulkopuolella. Edellä mainittujen kahden mekanismin lisäksi Sun et ai. (2006, 2009), Zhang et ai. (2012), Guo et ai.(2015) ja Sun (2016), joihin ABC-kuljettaja ja spesifiset periplasma- ja sisäkalvoproteiinit osallistuvat. Tätä mekanismia säätelevät sisäiset transkriptiosäätimet, RpoS ja CRP, joten ehdotettiin, että tämä mekanismi on myös geneettisesti kontrolloitu luonnollinen prosessi.

Tässä mini-katsauksessa tiivistetään HGT: tä koskevat tutkimuksemme käyttämällä E. colia kokeelliset järjestelmät ja keskustele transformaation mahdollisesta esiintymisestä useilla mekanismeilla luonnollisissa ympäristöissä ja sen mahdollisista vaikutuksista antibioottiresistenssigeenien leviämiseen.

E. colin plasmidi-transformaatio olosuhteissa, jotka jäljittelevät luonnollista ympäristöä

PT ruokauutteissa

Ihmisruoat ovat erinomaisia viljelyalustoja monille bakteereille. Elintarvikkeiden vaikutuksiin bakteerifysiologiaan lukuun ottamatta kasvua ja eloonjäämistä on kuitenkin kiinnitetty vähän huomiota. Tutkimme mahdollisuutta, että elintarvikkeet toimivat bakteerien transformaation väliaineina. Ruoat sisältävät usein millimolaarisia pitoisuuksia kaksiarvoisia metalli-ioneja (Ca2 + ja Mg2 +), ja ne varastoidaan usein jääkaapissa tai pakastimessa, mitä seuraa nopea lämpeneminen (ts. Lämpöshokki). Nämä olosuhteet edistävät kompetenssin kehittymistä E. colissa (Mandel ja Higa, 1970; Huang ja Reusch, 1995; Baur et ai., 1996); koska E. coli on yleinen ruoan epäpuhtaus, on mielenkiintoista selvittää, voidaanko sitä muuttaa elintarvikkeissa. Tietyt elintarvikkeet voivat todellakin toimia välineinä, jotka aiheuttavat kompetenssin E. colissa (Maeda et ai., 2003). Testatuista 42 ruokanäytteestä > 10 osoitti kykyä indusoida kompetenssia taajuudella 10−7−10−9. Näiden joukossa tofun supernatantilla (juustomainen ruoka, joka on valmistettu juustetusta soijamaidosta) oli suurin aktiivisuus (yksi 10-7-10-10 vastaanottajasolusta), mikä vastaa noin puolta 100 mM: n tehosta CaCl2. Elintarvikkeiden muuntumistiheyksien ja kemiallisten ominaisuuksien (Ca2 + tai Mg2 + pitoisuudet ja pH) välillä ei kuitenkaan ollut selkeää korrelaatiota, mikä viittaa siihen, että monimutkaiset tekijät elintarvikkeissa vaikuttavat osaamisen kehittämiseen. Elintarvikkeiden vastaavia vaikutuksia transformaation indusoinnissa on raportoitu E. colissa (Bauer et al., 1999) ja Bacillus subtilis (Brautigam et al., 1997; Zenz et al., 1998).

PT Kiinteän ilman biofilmi

Monet bakteerit ovat biofilmeinä luonnollisissa ja keinotekoisissa ympäristöissä (Davey ja O’Toole, 2000). Biofilmit ovat mikrobien aggregaatteja, jotka muodostuvat kiinteän nesteen tai kiinteän ilman (SA) rajapinnoissa (Anderl et ai., 2000; Carmen et ai., 2004). Solut näissä suuritiheyksisissä viljelmissä ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja ilmentävät erottuvia fysiologisia toimintoja verrattuna niiden vapaaseen planktoniseen muotoon. Aikaisemmat E. coli -transformaatiotutkimukset keskittyivät yksinomaan planktonisoluihin (Mandel ja Higa, 1970; Hanahan, 1983), mutta osoitimme, että SA-biokalvojen E. coli -solut kehittävät kompetenssia taajuudella 10-6-6-10 kiinteät väliaineet, mukaan lukien LB- ja H2O-agar ja erilaiset kosteat elintarvikkeet (Maeda et ai., 2004). Elävät solut esiintyvät yleensä rinnakkain kuolleiden solujen kanssa biofilmeissä, ja nämä voivat vapauttaa DNA: nsa ja tietyt kaksiarvoiset metalli-ionit, mukaan lukien Ca2 + ja Mn2 +, biofilmin paikalliseen mikroympäristöön (Davey ja O’Toole, 2000; Whitchurch et ai., 2002 ). Nämä olosuhteet voivat edistää transformaation kehittymistä, eivätkä ne välttämättä ole yksinomaan SA-biofilmejä, koska samanlaista parannusta on raportoitu myös E. coli -ilma-nestefilmeissä (Król et al., 2011).

Villien E. coli -kantojen PT vedessä

Meidän ja muiden tulosten perusteella ympäristö E. coli voi mahdollisesti hankkia vierasta DNA: ta transformaation avulla. Luonnollisten E. coli -kantojen transformoitavuutta koskevista tutkimuksista on kuitenkin olemassa vain vähän raportteja (Woegerbauer et ai., 2002; Sinha ja Redfield, 2012). Siksi tutkimme luonnollisten E. coli -kantojen potentiaalia kehittää osaamista ympäristöolosuhteissa. Käytimme normaalia E. coli -viitekantakokoelmaa (ECOR) luonnollisten E. coli -malliemme mallina (Ochman ja Selander, 1984), koska näitä ECOR-kantoja on käytetty laajalti erilaisissa tutkimuksissa fysiologiasta, käyttäytymisestä ja genotyyppisistä vaihteluista. luonnollinen E. coli (Tenaillon et ai., 2010). Havaitsimme, että joillakin ECOR-kannoilla oli havaittavissa olevaa transformoituvuutta (10-10-10-10) luonnollisessa vedessä (kaupallisesti saatavilla olevaa pullotettua luonnollista puhdasta vettä) vakioissa ja vaihtelevissa lämpötiloissa 5-35 ° C ja talvilämpötiloissa kenttäkokeessa, mikä viittaa että luonnollinen E. coli voi mahdollisesti kehittää osaamista tietyissä olosuhteissa, joita voi toteutua ympäristössä (Matsumoto et al., 2016b).

Horisontaalinen plasmidinsiirto transformaation avulla E. colissa

Jäätymisen ja sulamisen aiheuttama HPTT luonnollisissa vesissä ja ruokauutteissa

Ympäristössä paljasta DNA: ta voidaan luonnollisesti toimittaa kuolleista soluista naapurisoluihin samassa elinympäristössä tai mikroympäristössä.Siksi on syytä tutkia HPTT: n mahdollisuus suljetussa järjestelmässä joissakin toteutettavissa olevissa olosuhteissa. Pakkas-sula on yleinen prosessi elintarvikkeiden käsittelyssä, ja sitä esiintyy myös luonnossa. E. coli -solujen pakastus- ja sulatuskäsittely voi edistää DNA: n vuotamista kuolleista soluista ja eloonjäävien solujen myöhempää imeytymistä, koska ne reagoivat lämpöshokkiin, mikä johtaa in situ -muutokseen (Li et ai., 1992; Takahashi et ai., 1992). Tämä sekoitettujen E. coli -kantojen tiivistettyjen suspensioiden käsittely luonnollisissa vesissä ja elintarvikeuutteissa aiheutti ei-konjugoituvien plasmidien in situ sivuttaissiirron taajuudella 10-8-10-10 (Ishimoto et al., 2008). Tämä ilmiö tapahtui myös 1-2 kuukauden varastoinnin jälkeen -20 ° C: ssa, ja sen herkkyys DNaasille osoitti, että se välittyi transformaatiomekanismin avulla.

HPTT: n matala taajuus SA-biofilmeissä

Biofilmiä pidetään sopivina ympäristöinä in situ-transformaatioon, koska eläviä ja kuolleita soluja esiintyy rinnakkain ja kuolleista soluista vapautunut DNA kerääntyy usein elävien solujen ympärille. Lisäksi, kuten edellä on kuvattu, koska E. coli -solut voivat kehittää vaatimaton kompetenssi SA-biofilmeissä (Maeda et ai., 2004), molemmat nämä tekijät vaikuttavat HPTT: hen biofilmeissä. Viljelemällä yksinkertaisesti plasmidivapaa kanta siten, että siinä on ei-konjugoituva plasmidi SA-biofilmissä antibioottivapaalla agar-alustalla, transformoituja soluja tuotettiin matalalla taajuudella (10-9-10-10) 24–48 tunnissa (Maeda et ai., 2006). Samojen kantojen nestemäiset viljelmät LB-liemessä eivät tuottaneet lainkaan tai vain vähän transformantteja, mikä viittaa SA-biofilmin muodostumisen merkitykseen plasmidin siirrossa. Pohjimmiltaan sama ilmiö tapahtui SA-biofilmeissä elintarvikepohjaisissa väliaineissa (Ando ym., 2009). Tämä ilmiö tapahtui myös suosittujen laboratoriokantojen, kuten DH5, HB101 ja MG1655, välillä (Etchuuya et ai., 2011), jotka ovat lysogeenisiä faagittomia ja konjugatiivisia laitteita, mikä viittaa siihen, että horisontaalisen plasmidinsiirron matala taajuus SA-biofilmeissä voi tapahtuu ilman faagin tai konjugointikoneiston apua, ja siksi tämä DNA-siirto johtuu eräänlaisesta transformaatiosta. Koska rpoS-mutaatio ei kuitenkaan vaikuttanut tähän HPTT: hen (Maeda et al., 2006), RpoS-riippuvainen mekanismi (Zhang et al., 2012) ei todennäköisesti ole mukana.

HPTT: n korkea taajuus P1-faagin aiheuttama

Arvioimalla useiden kantojen ja plasmidien yhdistelmiä plasmidin vaakasuoraan siirtämiseen E. coli -kannan CAG18439 havaittiin toimivan sekä plasmidin luovuttajana että plasmidin vastaanottajana yhdessä plasmidin pHSG299 ja voisi usein siirtää plasmidin sekoitettuun soluviljelmään jopa nestemäisessä väliaineessa (Etchuuya et ai., 2011). Tämän HGT: n osoitettiin olevan eräänlainen transformaatio, koska korkean taajuuden plasmidinsiirto (10-5-10-10) oli DNaasille herkkä. Lisätutkimukset paljastivat, että tällä ilmiöllä on joitain erityispiirteitä: (1) CAG18439: stä vapautuneen proteiinitekijän edistäminen (Etchuuya et ai., 2011); (2) edistäminen 88 emäsparin sekvenssillä pHSG299: llä (Sobue et ai., 2011); (3) korkea siirtotaajuus (Etchuuya et ai., 2011; Sobue et ai., 2011); ja (4) riippuvuus spesifisistä geeneistä (Kurono et ai., 2012; Matsuda et ai., 2012). Kohdan (1) osalta myöhempi tutkimus paljasti, että nämä proteiinipitoiset tekijät sisältävät P1vir-faagihiukkasen (tai sen johdannaisen) ja että ulkoisesti lisätty P1vir-faagi voi tuottaa horisontaalisen plasmidinsiirron E. coli -solujen ja CAG18439: n kolmen muun pääpiirteen välillä. riippuvainen HPTT (Sugiura et al., 2017). Tämä ilmiö oli myös suurelta osin DNaasille herkkä, mikä viittaa siihen, että suuri osa tästä plasmidisiirrosta johtuu transformaatiosta P1-faagin osallistumisesta huolimatta. P1vir-faagin aiheuttaman plasmidinsiirron transformaatiomekanismi voi johtua faagi-infektiosta tai lysogenisoidun faagin spontaanista heräämisestä plasmidia sisältävissä soluissa, mikä johtaa solujen hajoamiseen ja sen jälkeiseen solunsisäiseen plasmidi-DNA: n vapautumiseen transformaatiossa käytettävässä muodossa. Vaikka tällainen mekanismi on yleensä toteuttamiskelpoinen, siitä on ollut muutama selvä esitys E. colissa. Keen et ai. (2017) toista faagijärjestelmää käyttäen osoittivat myös samanlaisen faagin aiheuttaman transformaatiomekanismin E. colissa. P1vir: n tai CAG18439: n sisältämää HPTT: tä ei voida kuitenkaan riittävästi selittää pelkästään faagin aiheuttaman soluhajonnan lisääntyneellä DNA-tarjonnalla, ja se eroaa yksinkertaisesta transformaatiosta E. colissa (Hanahan, 1983) ominaispiirteiltään (2–4). Mitä tulee kohtaan (2), 88 bp: n sekvenssi pHSG299: llä ei ole homologinen Pl-faagin genomisekvenssin osalle. Tämä sekvenssi löytyy usein tietokannoista yleisten kloonausvektorisekvenssien joukossa, mutta ei missään luonnollisessa lähteessä. Jäljittelemällä takaisin pHSG299: n rakennusprosessin (Hashimoto-Gotoh et ai., 1981; Brady et ai., 1984; Takeshita et ai., 1987) epäilemme kuitenkin, että 88 bp: n sekvenssi on peräisin R6-5: stä, konjugatiivinen R-plasmidi.Tämä sekvenssi ja vastaavat DNA-elementit voivat vaikuttaa RTT: n ja muiden ympäristössä olevien plasmidien HPTT: hen. Kohdan (3) osalta tätä korkeataajuista siirtoa ei voida selittää CAG18439: n ja muiden käytettyjen kantojen yksinkertaisella PT-kyvyllä, koska yksinkertainen PT oli näissä kannoissa vastaavissa viljelyolosuhteissa 105–102 kertaa harvempi (Etchuuya et ai., 2011). Siksi ehdotettiin, että CAG18439-johdettu proteiinitekijä, jonka koon arvioitiin olevan 9-30 kDa (Etchuuya et ai., 2011), voisi olla mukana myös HPTT: n edistämisessä. Tämä tekijä auttaa oletettavasti vastaanottavien solujen DNA: n omaksumista, todennäköisesti yhdessä transformoivan DNA: n 88 emäsparin sekvenssin kanssa. Lopuksi, suhteessa kohtaan (4), myöhemmissä genomin laajuisissa seulontatutkimuksissa HPTT: hen osallistuneille vastaanottajageeneille ehdotettiin, että mekanismiin osallistuu useita geenejä (Kurono et al., 2012; Matsuda et al., 2012; Shibata et al., 2014a ). Näitä ovat ne, joiden ei ole ilmoitettu osallistuvan luonnolliseen tai keinotekoiseen transformaatioon E. colissa (kuten rodZ), ja muutamia tunnettuja kompetenssigeenihomologeja, kuten ybaV ja yhiR (Finkel ja Kolter, 2001; Palchevskiy ja Finkel, 2006 ), mutta eivät sisällä rpoS: ää ja muita RpoS-riippuvaan mekanismiin liittyviä geenejä (Zhang et ai., 2012). Kaiken kaikkiaan nämä tulokset viittaavat tuntemattomaan, monimutkaiseen faagin aiheuttaman korkean taajuuden HPTT-mekanismiin, joka voi osittain jakaa luonnollisen transformaation reitin.

HPTT luonnollisten E. coli -kantojen välillä

HPTT: n yleisyyden ja monimuotoisuuden arvioimiseksi E. coli -kannoissa käytettiin luonnollisia kantoja (edellä mainittuja ECOR-kantoja) HPTT-tutkimuksessa. Useita ECOR-kantojen yhdistelmiä viljeltiin yhdessä nestemäisissä väliaineissa, mikä johti DNaasille herkän horisontaalisen luonnollisten antibioottiresistenssigeenien siirtoon (Matsumoto et ai., 2016a, b). Plasmidieristys näistä uusista transformanteista osoitti plasmidin vaakatason siirtymisen ECOR-kantojen välillä (Matsumoto et ai., 2016a, b). Yksinkertaiset PT-kokeet, joissa käytettiin samoja ECOR-kantoja, paljastivat, että HPTT esiintyy paljon useammin (10-6-6-10-8) kuin yksinkertainen PT (alle 10-10) samoissa viljelyolosuhteissa, mikä viittaa siihen, että HPTT on ainutlaatuinen ja tehokas. Lisäksi havaitsimme, että kuudella 12 ECOR-kannan yhdistelmästä, joista osa ei tuota plakkia muodostavia faageja (Shibata et ai., 2014b), ilmeni DNaasille herkkä geenisiirto, mikä saa meidät epäilemään, että HPTT on melko yleinen luonnossa E. coli -kannat. Kaiken kaikkiaan nämä tiedot viittaavat siihen, että joitain faagi- ja konjugaatiovapaita transformaatiomekanismeja esiintyy luonnollisesti myös joissakin E. coli -kannoissa ja että antibiooteille resistenttien luonnollisten plasmidien (kuten ECOR24-kannan plasmidit: tunnistenumerot AB905284 ja AB905285) voi olla reitti monilääkeresistenttien luonnollisten E. coli -solujen tuottamiseksi.

PT: n ja HPTT: n mahdolliset mekanismit ja toteutettavuus E. colissa ympäristössä

Esimerkkejä PT: stä ja tässä miniarvioinnissa esitetyt jäätymisen – sulan aiheuttamat ja matalataajuiset HPTT liittyvät todennäköisesti huokosten muodostumismekanismiin kuin kompetenssigeenistä riippuvaan mekanismiin, koska elintarvikkeet ja luonnonvedet sisältävät usein mM – pitoisuuksia Ca2 + – ja Mg2 + – ioneja (Baur et. al., 1996, Bauer et ai., 1999; Maeda et ai., 2003), ja biofilmiympäristö toimittaa eläville soluille kuolleiden solujen, mukaan lukien kaksiarvoiset metalli-ionit ja transformoituva plasmidi-DNA, sisällön. Kuten aiemmin kuvailimme (Maeda et ai., 2006), SA-biofilmi (halkaisija 10–12 mm; paksuus 0,5–0,8 mm) sisältää noin 2–5 × 109 solua. Lisäksi nisäkkäiden suolistobakteerit ovat yleensä noin 1011 solua / g (Zoetendal et ai., 2004; Sekirov et ai., 2010). Kun otetaan huomioon ympäristön valtava mittakaava, edes 10−9−10−10 muunnostaajuutta ei voida aliarvioida, koska niillä on vaikutusta bakteeripopulaatioihin.

Tässä artikkelissa kuvattu korkeataajuinen HPTT voi sisältää paitsi huokosien muodostusmekanismista myös osa kompetenssigeenin toiminnoista ja mahdollisesti toinen tuntematon mekanismi, kuten edellä mainittiin. Koska bakteriofaagit ovat yksi yleisimpiä organismeja biosfäärissä ja kaikkialla ympäristössä (Clokie et ai., 2011), faagin aiheuttaman HPTT: n katsotaan myös olevan mahdollinen ympäristössä, samoin kuin tavallinen transduktio ja muut faagijohdannaiset HGT: n tapoja, esim. geeninsiirtoaineita (Lang et al., 2012).

Päätelmät ja näkökulma

Kaiken kaikkiaan tulokset ja niihin liittyvät aiemmat tiedot osoittavat, että useat mekanismit indusoivat transformaatiota tyyppi HGT E. colissa perustuen erilaisiin ympäristöolosuhteisiin ja soluolosuhteisiin, kuten väliaineen luonteeseen (esim. vesi ja ruoka), vaihtelevaan lämpötilaan nollasta ∼40 ° C: seen, korkeaan solutiheyteen biofilmeissä ja vaihtelevaan geneettiseen taustaan kannoista. Transformaatiotyyppisen HGT: n osuutta ympäristön geenidynamiikassa voidaan aliarvioida (Bushman, 2002; Thomas ja Nielsen, 2005), ja tutkimuksemme osoittavat, että HPTT E.coli esiintyy huomattavilla siirtotaajuuksilla (10−5−10−10) olosuhteissa, joita voidaan käytännössä kohdata ympäristössä. Siksi transformaatiotyyppinen HGT voi edistää antibioottiresistenssigeenien leviämistä ja monilääkeresistenttien bakteerien syntymistä todellisessa ympäristössä laboratorioiden ulkopuolella. Lisätutkimuksia tarvitaan transformaatiotyyppisen HGT: n tarkan roolin ja osuuden ymmärtämiseksi antibioottiresistenssin leviämisessä.

Kirjoittajan panokset

HH, ES ja SM kirjoittivat paperin.

Rahoitus

Tätä työtä tuki JSPS KAKENHI (apuraha # 25292051).

Lausunto eturistiriidoista

Kirjoittajat ilmoittavat tutkimuksen toteutetaan ilman kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voidaan tulkita mahdollisiksi eturistiriidoiksi.

Kiitokset

Olemme kiitollisia Enagolle (www.enago.jp) englanniksi muokkaus- ja oikolukupalvelut.