题名>10,425 Cal. yr B.P.土壤中万古霉素抗性基因 VanA功能研究及分化时间估计
作者潘华伟
答辩日期2020-11-10
文献子类博士后
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师祝贵兵
关键词Args Vana 活性测定 Vana Activity Determination Molecular Clock Divergence Time 分子钟 分化 时间 Args
学位名称理学
其他题名Study on the Function of Vancomycin Resistance Gene VanA and its divergence Time Estimation in Soils >10,425 Cal. yr B.P.
学位专业环境工程
英文摘要

       抗生素是20世纪最重要的医学发现之 一,为人类对抗病原微生物感染及后期的治疗做出了重要贡献。 在长期进化过程中,抗生素类化合物主要通过微生物分泌产生,其在原始自然环境中含量极低,并且只 针对 特定的微生物,对生态环境基本没有影响 。 近半个世纪以来,随着化学合成及发酵技术的快速发展,抗生素及其衍生类化合物不仅可以满足人类应用,而且还有大量富余可用于 其他 产业 。由于抗生素的滥用,加上 大多数抗生素不能 在 动物 体内完成全程代谢 使得环境中抗生素浓度增高,导致越来越多的抗性 细菌 频繁出现 。 2006年, Pruden等 提议 将抗生素抗性基因 (Antibiotic resistance genes, ARGs)列 为一种新型的环境污染物。 因为 其 兼有 自我扩增 、 可在不同细菌间转移和传播 等生物学特征 ARGs和 传统的化学污染物 区别巨大 。
        万古霉素发现于 20世纪 50年代 ,此后一直 是治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)以及 耐甲氧西林表皮葡萄球菌 (methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis, MRSE)等多重耐药革兰氏阳性 (G+)菌株感染的首选药物,随着耐万古霉素肠球菌 ( vancomycin-resistant Enterococcus, VRE)被发现 ,,“人类对付顽固性耐药细菌株的最后一道防线” 被突破,再次说明 ARGs对环境及人类健康的巨大威胁。
        目前的研究一致认为残留在环境中的 抗生素产生的选择性压力是 ARGs出现 、转移和传播最为重要的因素。 但是,在西藏地区未受人类活动影响的环境样品中也发现了 ARGs的存在 说明ARGs早在人类使用抗生素之前就广泛存在 。 因此, ARGs的出现是因为人类使用抗生素的选择压力还是其很早就是细菌基因组固有的? ARGs出现的时间最早可追溯到什么时候 对人类认识ARGs,进而解决 ARGs对环境 及人类健康 的威胁具有重要意义。
        澳大利亚西部有着44亿年 的悠久地质历史 ,大部分沉积物形成于浅层 海洋环境。 Kalgoorlie 地区的岩石 约 26-27亿 年前开始形成 。 本研究以 西澳大利亚的 淘金地 埃斯佩兰斯地区靠近卡尔古利 (Kalgoorlie)的宜人山作为采样点 ,使用 分子克隆、蛋白表达及纯化、蛋白活性测定等 分子生物学技术 ,结合系统发育树的构建、分子钟等 分子系统发育与进化 研究方法,探讨了万古霉素抗性基因 VanA在 Kalgoorlie样品中的起源时间及其体外活性,得出以下主要结论:
       一、克隆获得完整VanA基因,经大肠杆菌异源表达,纯化后进行酶活性测定,能够行使正常功能,比活力为 1U/μL
        二、 通过分子钟估算, VanA基因的 分化 时间为 15.86-125.31MYA,远远早于 人类大规模使用抗生素的时间 。

页码62
内容类型学位论文
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43624]  
专题生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
潘华伟. >10,425 Cal. yr B.P.土壤中万古霉素抗性基因 VanA功能研究及分化时间估计[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.
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