The ISME Journal | 从植物微生物组中探索原始环境的抗菌素耐药性！

不断增长的抗生素耐药性危机要求人们更深入地了解原始环境中抗菌素耐药基因（ARG）的重要性（eLife | 植物与微生物的相互作用：揭秘天然的抗生素—吩嗪！eLife | 吩嗪合成和降解分析揭示了农业土壤和作物微生物组中物种特有的定殖模式）。近日，权威期刊ISME发表了奥地利格拉茨技术大学的研究论文，题为Plant resistome profiling in evolutionary old bog vegetation provides new clues to understand emergence of multi-resistance。

本文研究了与苔藓相关的微生物组（Nature | 年度重磅合集：植物微生物组！）。苔藓是未驯化的，进化的旧沼泽生态系统中的主要植被（Cell | 植物是如何征服陆地的？）。在对来自欧洲不同地理位置的样品宏基因组学数据和化石文库进行的补充分析中，确定了耐药决定簇的数量低但丰富多样，其针对范围广泛的29种抗生素，包括天然和合成化合物。这既得益于大量的流量泵（高达96％），也得益于所有主要抗药性机制背后异常丰富的ARG组。在细菌分离株中经常观察到多重抗性。为了寻找新颖的ARG，本研究鉴定了新的A类β-内酰胺酶Mm3。原生的苔藓抗菌素耐药性由高度多样化且部分新颖的ARG组成，有助于沼泽生态系统的可塑性。研究结果加强了天然和临床相关抗药基因组之间的生态联系，从而从原始植物的角度阐明了这一联系。此外，他们强调，多样化的抗药性是植物相关微生物群落的固有特征，它们自然地具有许多抗药性，包括具有潜在临床相关性的基因。

在全球范围内，与抗菌素耐药性相关的发病率和死亡率增加所带来的现代医学风险继续在全球范围内升级，并达到了一个不再可以想象的后抗生素时代。许多临床相关的抗菌素耐药基因（ARG）都来自环境，它们可能在群落内部的信号传导和代谢过程中发挥作用。在存在选择压力的情况下，它们可以使抗生素耐药性成为主要功能。为了追溯抗药性微生物的起源和栖息地过渡，对天然抗药性的详细了解至关重要。到目前为止，这种解释集中在土壤，水和空气。在植物上进行的工作有限，因此主要围绕农产品进行评估，以评估农作物作为ARGs通往人类的门户的潜在风险。到目前为止，来自原始植被的本地植物的抗性被忽略了。但是，它可以提供缺失的生态联系，以了解天然抗药基因组的进化和功能，以及它们作为未开发抗药机制库的作用。

图1 以苔藓为主的沼泽生境

图2 苔藓的抗生素抗性谱

图3 苔藓为主的沼泽的相对抗性机制

图4 S. magellanicumn基因组包括高度通用的抗菌素抗性

图5 检测到的β-内酰胺酶的底物光谱

图6 Mm3与其他A类β-内酰胺酶的亲缘关系

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