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来源:兽医bb电竞体育 发布时间:2023-09-01 浏览次数:10

近日,bb电竞体育兽医bb电竞体育、国家兽医微生物耐药性风险评估实验室、广东省兽药研制与安全评价重点实验室刘雅红教授团队在环境科学与生态学一区Top期刊Environment International (IF:11.8)在线发表了题为“TET-Yeasate: An engineered yeast whole-cell lysate-based approach for high performance tetracycline degradation”(https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108158)的研究长文。据悉,该研究是刘雅红团队在2023年继Chem. Eng. J.(IF:15.1)、Science Advances(IF:13.6)、Advances Science(IF:15.1)后发表的又一篇高水平研究性论文。

抗生素的大量使用加剧了生态环境中的兽药残留,而残留的抗生素所形成的选择压力是导致细菌耐药性产生和传播的背后推手,因此降低环境中抗生素的残留成为遏制细菌耐药性的一个有前途的策略。尤其是四环素类抗生素(TCs),因其成本低廉、抗菌谱广而被广泛应用于养殖业中。

此前,刘雅红团队在2019年首次发现可介导高水平替加环素耐药的四环素类抗生素降解酶Tet(X)(相关成果发表于Nature Microbiology,IF:28.3),Tet(X)的发现对全球耐药性的研究产生重要影响。研究团队后续在Tet(X)的溯源、进化以及应用开展了一系列研究工作,并取得重要研究成果。在应用上,研究团队通过毕赤酵母分泌表达并提取四环素降解酶Tet(X),证明了Tet(X)在消除环境中残留四环素的可行性(相关成果发表于Sci Total Environ,IF:9.8)。随后为提高降解效率,研究团队基于铜基有机金属框架(MOF)构建了负载降解酶Tet(X)的复合催化体系TM,并深入研究了TM中降解酶Tet(X)通过催化TCs单加氧反应灭活TCs的同时产生双氧水进一步激活MOF通过类芬顿反应产生活性氧增加TCs的降解效率的协同机制(相关成果发表于Chem. Eng. J.,IF:15.1)。尽管如此,上述降解方案中NADPH的添加依然极大程度的限制了Tet(X)的应用。经过不断的优化升级,研究团队发现可通过酵母高丰度的内源性NADPH和高密度增殖的特性解决生产成本问题,从而可进行大规模生产应用。该团队最新研究结果表明,通过毕赤酵母胞内表达Tet(X)建立的TET-Yeasate体系不仅具有更高的TCs降解率,还极大程度降低Tet(X)应用的成本。TET-Yeasate体系由产Tet(X)酶的工程酵母的全细胞裂解产物组成,含有TCs降解成分(Tet(X)、NADPH、Mg2+)和保护性大分子。经优化后的TET-Yeasate能够有效消除自来水、湖水、养殖污水和制药废水等多种临床环境样本中的TCs。研究团队进一步将TET-Yeasate开发成冻干制剂,有效提高了TET-Yeasate的存储稳定性和抗逆性。最后通过耐药基因监测、自然转化及斑马鱼胚胎孵化等实验证实TET-Yeasate不具遗传风险且通过其降解产生的产物无急性毒性。

bb电竞体育2020级博士研究生贺骞与2020级硕士研究生林卓宇为共同第一作者,bb电竞体育孙坚教授和任昊副教授为本论文的共同通讯作者。相关研究获得了“创新研究群体项目”(项目编号:32121004)、“广东省基础与应用基础研究重大项目”(项目编号:2020B0301030007)、“中国国家自然科学基金会”(项目编号:32102720)、“广东省珠江人才计划本土创新科研团队项目”(项目编号:2019BT02N054)、“广东岭南现代农业实验室项目”(项目编号:NT2021006)、“广东省教育厅创新团队”(项目编号:2019KCXTD001)和“111项目”(项目编号:D20008)的资助。


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