Einführung

Der horizontale Gentransfer (HGT) zwischen Bakterienzellen trägt zur Anpassung der Bakterien an verschiedene Umgebungen und langfristig zur bakteriellen Evolution bei (Lorenz) und Wackernagel, 1994; Bushman, 2002; Thomas und Nielsen, 2005). In menschlichen Umgebungen verursacht es jedoch eine unerwünschte Ausbreitung von Pathogenität, Antibiotikaresistenz oder künstlich hergestellten Genen (Bushman, 2002; Keese, 2008; Kelly et al., 2009a, b). Drei Mechanismen der HGT in Bakterien werden allgemein akzeptiert: Konjugation, Transduktion und Transformation (Bushman, 2002; von Wintersdorff et al., 2016). Konjugation und Transduktion beinhalten spezifische Apparate für den DNA-Transfer vom Spender zu den Empfängerzellen; Dies sind konjugative Pili- bzw. Phagenvirionen. Die Transformation ist in erster Linie eine Funktion von Empfängerzellen, die die Kompetenz zum Aufnehmen extrazellulärer nackter DNA ausdrücken.

Die Transformationskompetenz kann auf natürliche oder künstliche Weise induziert werden, aber nicht alle Bakterienarten entwickeln eine natürliche Kompetenz (Lorenz und Wackernagel, 1994; Johnston) et al., 2014). Bei natürlich transformierbaren Bakterien ist die Kompetenz normalerweise vorübergehend und wird durch Veränderungen des Wachstumszustands des Organismus induziert (Johnston et al., 2014). Eine Gruppe von „Kompetenzgenen“ wurde identifiziert und allgemeine mechanistische Modelle wurden vorgeschlagen (Chen und Dubnau, 2004), obwohl genaue Mechanismen für einzelne Bakterienarten nicht ausreichend aufgeklärt wurden (Cameron und Redfield, 2006, 2008; Sinha et al ., 2009; Seitz und Blokesch, 2013; Johnston et al., 2014; Jaskólska und Gerdes, 2015). Da die Transformation extrazelluläre nackte DNA als Substrat erfordert, ist die Empfindlichkeit gegenüber DNase, die nackte DNA abbaut, der Schlüssel zur Unterscheidung der Transformation von anderen DNase-resistente HGT-Mechanismen (Lorenz und Wackernagel, 1994; Giovanetti et al., 2005; Marshall et al., 2010; Rohrer et al., 2012; Blesa und Berenguer, 2015).

Im Allgemeinen Es wird nicht angenommen, dass Escherichia coli von Natur aus transformierbar ist. Es entwickelt nur unter künstlichen Bedingungen eine hohe genetische Kompetenz, einschließlich der Exposition gegenüber hohen Ca2 + -Konzentrationen und Temperaturschock (Mandel und Higa, 1970; Hanahan, 1983; Sambrook et al., 1989), Polyethylenglykol behandeln ment (Chung et al., 1989; Sambrook et al., 1989) oder elektrischer Schlag (Sambrook und Russell, 2006). Berichten zufolge kann E. coli jedoch unter bestimmten Bedingungen, die in seiner natürlichen Umgebung möglich sind, eine bescheidene Kompetenz ausdrücken (Baur et al., 1996, Bauer et al., 1999; Tsen et al., 2002; Woegerbauer et al., 2002). . Im Folgenden definieren wir die Transformation, bei der das Plasmid extern als Plasmidtransformation (PT) hinzugefügt wurde, und die Transformation, bei der die Plasmid-DNA aus toten Bakterienzellen (aus der Umgebung) stammt, als horizontalen Plasmidtransfer durch Transformation (HPTT).

Escherichia coli scheint mehrere DNA-Aufnahmemechanismen zu besitzen, darunter zwei beliebte: einen, der von den „Kompetenzgenen“ abhängt, die üblicherweise in vielen gramnegativen und -positiven Bakterien wirken (Finkel und Kolter, 2001; Palchevskiy und Finkel, 2006; Sinha et al., 2009; Sinha und Redfield, 2012; Seitz und Blokesch, 2013; Johnston et al., 2014; Jaskólska und Gerdes, 2015). Dieser Mechanismus wird hauptsächlich von dem spezifischen molekularen Apparat geleitet, der sich um die Zelloberfläche bildet Struktur, die durch die Zellmembranen nur lineare einzelsträngige DNA passiert, die unter Verwendung einer spezifischen periplasmatischen Nuklease hergestellt wurde. In E. coli wird nicht angenommen, dass diese Gene zu PT beitragen, da PT die Aufnahme intakter Doppel-s erfordert tranded Circular DNA (Sinha und Redfield, 2012; Johnston et al., 2014). Daher ist es unwahrscheinlich, dass dieser Mechanismus zu PT in der Umwelt beiträgt. Der zweite Mechanismus ist der, der von externen Umweltfaktoren wie zweiwertigen Metallionen, Hitzeschock und physikalischen Belastungen abhängt (Mandel und Higa, 1970; Hanahan, 1983; Yoshida, 2007; Rodríguez-Beltrán et al., 2013). Es wird allgemein angenommen, dass diese Stimuli die Bildung porenartiger Strukturen in der Zelloberfläche für den Durchgang intakter doppelsträngiger DNA, einschließlich zirkulärer Plasmide, induzieren, obwohl die Details unklar bleiben (Reusch et al., 1986; Reusch und Sadoff, 1988; Huang und Reusch, 1995; Sun et al., 2013; Asif et al., 2017). Ca2 + – und Mg2 + -Ionen sind die typischsten kompetenzinduzierenden Faktoren. Umweltlebensräume enthalten häufig mehrere Millimolar dieser Ionen, deren Konzentrationen ausreichen, um eine schwache, aber nachweisbare Kompetenz in E. coli zu induzieren (Baur et al., 1996, Bauer et al., 1999; Maeda et al., 2003). Daher ist dieser Mechanismus in der Umgebung außerhalb von Laboratorien möglich. Zusätzlich zu den obigen zwei Mechanismen wurde von Sun et al. Ein weiterer Mechanismus vorgeschlagen. (2006, 2009), Zhang et al. (2012), Guo et al.(2015) und Sun (2016), an denen ein ABC-Transporter und spezifische periplasmatische und innere Membranproteine beteiligt sind. Dieser Mechanismus wird durch die internen Transkriptionsregulatoren RpoS und CRP reguliert. Daher wurde vermutet, dass dieser Mechanismus auch ein genetisch kontrollierter natürlicher Prozess ist.

In diesem Kurzüberblick fassen wir unsere Studien zu HGT unter Verwendung von E. coli zusammen experimentelle Systeme und diskutieren das mögliche Auftreten einer Transformation durch mehrere Mechanismen in natürlichen Umgebungen und ihre möglichen Auswirkungen auf die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzgenen.

Plasmidtransformation von E. coli unter Bedingungen, die die natürliche Umgebung imitieren

PT in Lebensmittelextrakten

Menschliche Lebensmittel sind ausgezeichnete Kulturmedien für viele Bakterien. Den Auswirkungen von Lebensmitteln auf die bakterielle Physiologie außer Wachstum und Überleben wurde jedoch wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Wir untersuchten die Möglichkeit, dass Lebensmittel als Medium für die bakterielle Transformation fungieren. Lebensmittel enthalten häufig millimolare Konzentrationen zweiwertiger Metallionen (Ca2 + und Mg2 +) und werden häufig in einem Kühlschrank oder Gefrierschrank gelagert, gefolgt von einer schnellen Erwärmung (d. H. Hitzeschock). Diese Bedingungen begünstigen die Kompetenzentwicklung in E. coli (Mandel und Higa, 1970; Huang und Reusch, 1995; Baur et al., 1996); Da E. coli eine häufige Lebensmittelkontaminante ist, ist es interessant festzustellen, ob es in Lebensmitteln umgewandelt werden kann. Bestimmte Lebensmittel können tatsächlich als Medien fungieren, die die Kompetenz in E. coli induzieren (Maeda et al., 2003). Von 42 getesteten Lebensmittelproben zeigte > 10 die Fähigkeit, Kompetenz mit einer Häufigkeit von 10–7–10–9 zu induzieren. Unter diesen zeigte der Überstand aus Tofu (ein käseähnliches Lebensmittel aus geronnener Sojabohnenmilch) die höchste Aktivität (eine von 10–7–10–8 Empfängerzellen), was ungefähr der Hälfte der mit 100 mM erzielten Effizienz entspricht CaCl2. Es gab jedoch keine klaren Korrelationen zwischen den Transformationshäufigkeiten und den chemischen Eigenschaften der Lebensmittel (Ca2 + – oder Mg2 + -Konzentrationen und pH-Wert), was darauf hindeutet, dass komplexe Faktoren in den Lebensmitteln die Kompetenzentwicklung beeinflussen. Ähnliche Wirkungen von Lebensmitteln bei der Induktion der Transformation wurden bei E. coli (Bauer et al., 1999) und Bacillus subtilis (Brautigam et al., 1997; Zenz et al., 1998) berichtet.

PT in Festluft-Biofilm

Viele Bakterien existieren als Biofilme in natürlichen und künstlichen Umgebungen (Davey und O’Toole, 2000). Biofilme sind Aggregate von Mikroben, die sich an Fest-Flüssig- oder Fest-Luft-Grenzflächen (SA) bilden (Anderl et al., 2000; Carmen et al., 2004). Zellen in diesen Kulturen mit hoher Dichte interagieren miteinander und drücken im Vergleich zu ihren freien planktonischen Formen unterschiedliche physiologische Funktionen aus. Frühere Studien zur E. coli-Transformation konzentrierten sich ausschließlich auf planktonische Zellen (Mandel und Higa, 1970; Hanahan, 1983), aber wir zeigten, dass E. coli-Zellen in SA-Biofilmen auf verschiedenen Arten eine Kompetenz mit einer Häufigkeit von 10–6–10–8 entwickeln feste Medien, einschließlich LB- und H2O-Agar und verschiedene feuchte Lebensmittel (Maeda et al., 2004). Lebende Zellen koexistieren im Allgemeinen mit toten Zellen in Biofilmen, und letztere können ihre DNA und bestimmte zweiwertige Metallionen, einschließlich Ca2 + und Mn2 +, in die lokale Mikroumgebung des Biofilms freisetzen (Davey und O’Toole, 2000; Whitchurch et al., 2002) ). Diese Bedingungen können für die Entwicklung der Transformation förderlich sein und sind möglicherweise nicht ausschließlich für SA-Biofilme, da auch über eine ähnliche Verbesserung der Luft-Flüssigkeits-Biofilme von E. coli berichtet wurde (Król et al., 2011).

PT von wilden E. coli-Stämmen in Wasser

Unsere und die Ergebnisse anderer legen nahe, dass E. coli in der Umwelt möglicherweise fremde DNA durch Transformation erwerben kann. Es gibt jedoch nur wenige frühere Berichte über Untersuchungen zur Transformierbarkeit natürlicher E. coli-Stämme (Woegerbauer et al., 2002; Sinha und Redfield, 2012). Daher untersuchten wir das Potenzial natürlicher E. coli-Stämme, unter Umweltbedingungen Kompetenz zu entwickeln. Wir verwendeten eine Standard-E. coli-Sammlung von Referenzstämmen (ECOR) als unser Modell für natürliche E. coli (Ochman und Selander, 1984), da diese ECOR-Stämme in verschiedenen Studien zur Physiologie, zum Verhalten und zur genotypischen Variation von häufig verwendet wurden natürliche E. coli (Tenaillon et al., 2010). Wir fanden heraus, dass einige ECOR-Stämme in natürlichem Wasser (im Handel erhältliches natürliches reines Wasser in Flaschen) bei konstanten und variierenden Temperaturen zwischen 5 und 35 ° C und bei Wintertemperaturen in einem Feldversuch eine nachweisbare Transformierbarkeit (10-10-10-10) zeigten, was darauf hindeutet dass natürliche E. coli unter bestimmten Bedingungen, die in der Umwelt auftreten können, möglicherweise Kompetenz entwickeln können (Matsumoto et al., 2016b).

Horizontaler Plasmidtransfer durch Transformation in E. coli

Gefrier-Tau-induzierte HPTT in natürlichen Gewässern und Lebensmittelextrakten

In der Umwelt kann nackte DNA auf natürliche Weise von toten Zellen an benachbarte Zellen innerhalb desselben Lebensraums oder derselben Mikroumgebung abgegeben werden.Daher lohnt es sich, die Möglichkeit von HPTT in einem geschlossenen System unter einigen möglichen Bedingungen zu untersuchen. Einfrieren und Auftauen ist ein üblicher Prozess beim Umgang mit Lebensmitteln und kommt auch in der Natur vor. Die Gefrier-Auftau-Behandlung von E. coli-Zellen kann das Austreten von DNA aus toten Zellen und die anschließende Aufnahme durch überlebende Zellen fördern, da sie auf Hitzeschock reagieren und zu einer In-situ-Transformation führen (Li et al., 1992; Takahashi et al., 1992). Diese Behandlung von kondensierten Suspensionen gemischter E. coli-Stämme in natürlichen Gewässern und Lebensmittelextrakten verursachte in situ einen lateralen Transfer nichtkonjugativer Plasmide mit einer Häufigkeit von 10–8–10–10 (Ishimoto et al., 2008). Dieses Phänomen trat auch nach 1–2 Monaten Lagerung bei –20 ° C auf, und seine Empfindlichkeit gegenüber DNase zeigte, dass es über einen Transformationsmechanismus vermittelt wurde.

Niedrige Häufigkeit von HPTT in SA-Biofilmen

Biofilme gelten als geeignete Umgebungen für die In-situ-Transformation, da lebende und tote Zellen in unmittelbarer Nähe nebeneinander existieren und sich aus toten Zellen freigesetzte DNA häufig um lebende Zellen ansammelt. Darüber hinaus tragen diese beiden Faktoren, wie oben beschrieben, zur HPTT in Biofilmen bei, da E. coli-Zellen eine bescheidene Kompetenz in SA-Biofilmen entwickeln können (Maeda et al., 2004). Durch einfaches Co-Kultivieren eines plasmidfreien Stammes mit einem Stamm, der ein nicht konjugatives Plasmid in einem SA-Biofilm auf antibiotikafreien Agarmedien enthielt, wurden transformierte Zellen innerhalb von 24 bis 48 Stunden mit niedriger Frequenz (10–9–10–10) hergestellt (Maeda et al., 2006). Flüssigkulturen der gleichen Stämme in LB-Brühe produzierten keine oder wenige Transformanten, was auf die Bedeutung der Bildung von SA-Biofilmen für den Plasmidtransfer hinweist. Im Wesentlichen trat das gleiche Phänomen bei SA-Biofilmen auf Medien auf Lebensmittelbasis auf (Ando et al., 2009). Dieses Phänomen trat auch bei populären Laborstämmen wie DH5, HB101 und MG1655 (Etchuuya et al., 2011) auf, die lysogen, phagenfrei und konjugativapparatfrei sind, was darauf hindeutet, dass die geringe Häufigkeit des horizontalen Plasmidtransfers in SA-Biofilmen möglich ist treten ohne die Hilfe von Phagen oder Konjugationsmaschinerie auf und daher ist dieser DNA-Transfer auf eine Art Transformation zurückzuführen. Da die rpoS− -Mutation diese HPTT jedoch nicht beeinflusste (Maeda et al., 2006), ist es unwahrscheinlich, dass der RpoS-abhängige Mechanismus (Zhang et al., 2012) beteiligt ist.

Hohe Häufigkeit von HPTT Induziert durch P1-Phagen

Durch Bewertung von Kombinationen mehrerer Stämme und Plasmide für den horizontalen Plasmidtransfer wurde festgestellt, dass der E. coli-Stamm CAG18439 sowohl als Plasmidspender als auch als Plasmidempfänger in Kombination mit dem Plasmid pHSG299 und fungiert könnte das Plasmid in einer gemischten Zellkultur häufig sogar in einem flüssigen Medium übertragen (Etchuuya et al., 2011). Es wurde gezeigt, dass diese HGT eine Art Transformation ist, da der hochfrequente Plasmidtransfer (10–5–10–8) DNase-sensitiv war. Weitere Studien zeigten, dass dieses Phänomen einige spezifische Merkmale aufweist: (1) Förderung durch aus CAG18439 freigesetzten proteinhaltigen Faktor (Etchuuya et al., 2011); (2) Förderung durch eine 88-bp-Sequenz auf pHSG299 (Sobue et al., 2011); (3) hohe Übertragungsfrequenz (Etchuuya et al., 2011; Sobue et al., 2011); und (4) Abhängigkeit von spezifischen Genen (Kurono et al., 2012; Matsuda et al., 2012). In Bezug auf (1) ergab eine spätere Studie, dass diese proteinhaltigen Faktoren ein P1vir-Phagenpartikel (oder ein Derivat davon) umfassen und dass extern zugesetzte P1vir-Phagen den horizontalen Plasmidtransfer zwischen E. coli-Zellen und den drei anderen Hauptmerkmalen von CAG18439 reproduzieren können -abhängige HPTT (Sugiura et al., 2017). Dieses Phänomen war auch weitgehend DNase-sensitiv, was darauf hindeutet, dass ein großer Teil dieses Plasmidtransfers trotz der Beteiligung von P1-Phagen auf Transformation zurückzuführen ist. Der Transformationsmechanismus des P1vir-Phagen-induzierten Plasmidtransfers kann auf eine Phageninfektion oder ein spontanes Erwachen von lysogenisierten Phagen in plasmidhaltigen Zellen zurückzuführen sein, was zur Zelllyse und anschließenden intrazellulären Plasmid-DNA-Freisetzung in einer für die Transformation verwendbaren Form führt. Obwohl ein solcher Mechanismus im Allgemeinen durchführbar ist, gab es in E. coli nur wenige eindeutige Beweise dafür. Eine aktuelle Studie von Keen et al. (2017) unter Verwendung eines anderen Phagensystems zeigten ebenfalls einen ähnlichen phageninduzierten Transformationsmechanismus in E. coli. HPTT durch P1vir oder CAG18439 kann jedoch nur durch eine verbesserte DNA-Versorgung durch phageninduzierte Zelllyse nicht ausreichend erklärt werden und unterscheidet sich von der einfachen Transformation in E. coli (Hanahan, 1983) durch seine charakteristischen Eigenschaften (2–4). In Bezug auf (2) ist die 88-bp-Sequenz auf pHSG299 nicht homolog zu dem Teil der P1-Phagengenomsequenz. Diese Sequenz wird häufig in Datenbanken unter allgemeinen Klonierungsvektorsequenzen gefunden, jedoch nicht in einer natürlichen Quelle. Indem wir den Konstruktionsprozess von pHSG299 zurückverfolgen (Hashimoto-Gotoh et al., 1981; Brady et al., 1984; Takeshita et al., 1987), vermuten wir jedoch, dass die 88-bp-Sequenz von R6-5, a konjugatives R-Plasmid.Diese Sequenz und ähnliche DNA-Elemente können zur HPTT von R und anderen Plasmiden in der Umgebung beitragen. In Bezug auf (3) kann dieser Hochfrequenztransfer nicht durch die einfache PT-Fähigkeit von CAG18439 und anderen verwendeten Stämmen erklärt werden, da einfaches PT in diesen Stämmen unter den äquivalenten Kulturbedingungen 105–102-mal seltener war (Etchuuya et al., 2011). Es wurde daher vorgeschlagen, dass ein von CAG18439 abgeleiteter proteinhaltiger Faktor mit einer geschätzten Größe zwischen 9 und 30 kDa (Etchuuya et al., 2011) ebenfalls an der Förderung von HPTT beteiligt sein könnte. Dieser Faktor unterstützt vermutlich die DNA-Aufnahme durch Empfängerzellen, wahrscheinlich in Kombination mit der 88-bp-Sequenz auf der transformierenden DNA. In Bezug auf (4) legten spätere genomweite Screening-Studien für Empfängergene, die an HPTT beteiligt sind, nahe, dass mehrere Gene am Mechanismus beteiligt sind (Kurono et al., 2012; Matsuda et al., 2012; Shibata et al., 2014a ). Dazu gehören solche, von denen nicht berichtet wurde, dass sie an der natürlichen oder künstlichen Transformation von E. coli (wie rodZ) beteiligt sind, und einige bekannte Kompetenzgenhomologe wie ybaV und yhiR (Finkel und Kolter, 2001; Palchevskiy und Finkel, 2006) ), schließen jedoch rpoS und andere Gene, die mit dem RpoS-abhängigen Mechanismus zusammenhängen, nicht ein (Zhang et al., 2012). Insgesamt deuten diese Ergebnisse auf einen unbekannten, komplexen Mechanismus der phageninduzierten hochfrequenten HPTT hin, der teilweise den Weg der natürlichen Transformation teilt.

HPTT zwischen natürlichen E. coli-Stämmen

Um die Allgemeinheit und Vielfalt von HPTT in E. coli-Stämmen weiter zu bewerten, wurden in einer HPTT-Studie natürliche Stämme (die oben genannten ECOR-Stämme) verwendet. Mehrere Kombinationen von ECOR-Stämmen wurden in flüssigen Medien co-kultiviert, was zu einem DNase-sensitiven horizontalen Transfer natürlicher Antibiotikaresistenzgene führte (Matsumoto et al., 2016a, b). Die Plasmidisolierung aus diesen neuen Transformanten zeigte einen horizontalen Plasmidtransfer zwischen ECOR-Stämmen (Matsumoto et al., 2016a, b). Einfache PT-Experimente unter Verwendung derselben ECOR-Stämme zeigten, dass HPTT unter denselben Kulturbedingungen viel häufiger (10–6–10–8) auftritt als einfaches PT (unter 10–10), was darauf hindeutet, dass HPTT einzigartig und wirksam ist. Darüber hinaus entdeckten wir, dass 6 von 12 Kombinationen der ECOR-Stämme, von denen einige keine plaquebildenden Phagen produzieren (Shibata et al., 2014b), einen DNase-sensitiven Gentransfer zeigten, was uns zu dem Verdacht führte, dass HPTT in der Natur eher verbreitet ist E. coli-Stämme. Insgesamt deuten diese Daten darauf hin, dass einige phagen- und konjugationsfreie Transformationsmechanismen auch in einigen E. coli-Stämmen natürlich vorhanden sind und dass HPTT von Antibiotika-resistenten natürlichen Plasmiden (wie Plasmiden des ECOR24-Stammes: Zugangsnummern AB905284 und AB905285) kann ein Weg zur Herstellung multiresistenter natürlicher E. coli-Zellen sein.

Mögliche Mechanismen und Durchführbarkeit von PT und HPTT in E. coli in der Umwelt

Beispiele für PT und Frost-Tau-induzierte und niederfrequente HPTT, die in diesem Mini-Review vorgestellt wurden, hängen wahrscheinlich eher mit dem Porenbildungsmechanismus als mit dem kompetenzgenabhängigen Mechanismus zusammen, da Lebensmittel und natürliches Wasser häufig mM-Spiegel an Ca2 + – und Mg2 + -Ionen enthalten (Baur et al., 1996, Bauer et al., 1999; Maeda et al., 2003) und die Biofilmumgebung versorgen lebende Zellen mit dem Gehalt an toten Zellen, einschließlich zweiwertiger Metallionen und transformierbarer Plasmid-DNA. Wie bereits beschrieben (Maeda et al., 2006), enthält ein SA-Biofilm (Durchmesser 10–12 mm; Dicke 0,5–0,8 mm) ungefähr 2–5 × 109 Zellen. Darüber hinaus betragen Darmbakterien bei Säugetieren im Allgemeinen ungefähr 1011 Zellen / g (Zoetendal et al., 2004; Sekirov et al., 2010). Angesichts des enormen Umfangs der Umgebung sind selbst Transformationsfrequenzen von 10–9–10–10 nicht zu unterschätzen, da sie sich auf die Bakterienpopulationen auswirken.

In diesem Artikel beschriebene hochfrequente HPTT kann eine Rolle spielen nicht nur der Porenbildungsmechanismus, sondern auch ein Teil der Kompetenzgenfunktionen und möglicherweise ein weiterer unbekannter Mechanismus, wie oben erwähnt. Da Bakteriophagen einer der am häufigsten vorkommenden Organismen in der Biosphäre sind und in der Umwelt allgegenwärtig sind (Clokie et al., 2011), wird phageninduzierte HPTT auch in der Umwelt als machbar angesehen, ebenso wie gewöhnliche Transduktion und andere von Phagen abgeleitete Wege der HGT, z. B. Gentransfermittel (Lang et al., 2012).

Schlussfolgerung und Perspektive

Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse und verwandte frühere Daten, dass mehrere Mechanismen die Transformation induzieren. Typ HGT in E. coli basierend auf verschiedenen Umwelt- und Zellbedingungen wie der Art der Medien (z. B. Wasser und Lebensmittel), variabler Temperatur von unter Null bis ~ 40 ° C, hoher Zelldichte in Biofilmen und unterschiedlichem genetischen Hintergrund der beteiligten Stämme. Der Beitrag von HGT vom Transformationstyp zur genetischen Dynamik in der Umwelt kann unterschätzt werden (Bushman, 2002; Thomas und Nielsen, 2005), und unsere Studien zeigen, dass HPTT in E.coli tritt bei erheblichen Übertragungsfrequenzen (10–5–10–10) unter den Bedingungen auf, die in der Umwelt möglich sind. Daher kann HGT vom Transformationstyp zur Verbreitung von Antibiotikaresistenzgenen und zum Auftreten multiresistenter Bakterien in der realen Umgebung außerhalb von Labors beitragen. Weitere Studien sind erforderlich, um die genaue Rolle und den Beitrag von HGT vom Transformationstyp bei der Verbreitung von Antibiotikaresistenzen zu verstehen.

Autorenbeiträge

HH, ES und SM haben das Papier geschrieben. P. >

Finanzierung

Diese Arbeit wurde von JSPS KAKENHI (Grant # 25292051) unterstützt.

Interessenkonflikterklärung

Die Autoren erklären, dass die Forschung durchgeführt wurde in Ermangelung kommerzieller oder finanzieller Beziehungen, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Danksagung

Wir danken Enago (www.enago.jp) für Englisch Bearbeitungs- und Korrekturlesedienste.