近日,南京农业大学汪鹏教授团队在《Environmental Science & Technology》期刊上以封面文章形式发表题为“Chiral Pesticides Selectively Influence the Dissemination of Antibiotic Resistance Genes: An Overlooked Environmental Risk”的研究成果。博士研究生张燕青为论文第一作者,汪鹏教授和前沿院陈明明副教授为论文共同通讯作者。
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本研究以常用手性除草剂—呋草酮(flurtamone)为对象,通过高效液相色谱-质谱联用技术成功分离出其R-和S-对映体,并在环境相关浓度下系统评价了二者对抗生素抗性基因(ARGs)水平转移的影响。结果显示,R-呋草酮能显著促进ARGs的转化效率,最高提升约4.8倍,而S-对映体则未表现出明显影响(图2)。
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图2. 不同构型手性除草剂呋草酮暴露对ARGs转化的影响。
在机制层面,研究揭示R-呋草酮更易被细菌识别,进而引起细胞膜通透性增加、活性氧爆发、SOS应激反应增强及ATP水平上升,从而显著加速ARGs的传播过程。通过分子对接与动力学模拟,进一步从分子层面证实R-对映体与细菌膜蛋白(如Tar与OmpC)具有更强的结合能力(图3),从而触发更强烈的细胞应激响应。
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图3. 不同构型呋草酮分子对细菌膜蛋白的分子对接模拟。
论文链接:
https://doi.org/10.1021/acs.est.4c13010
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