Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes.
Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes.
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DOI：
10.1126/science.aag0822
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发表时间：
2016-09-09
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kishony R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Baym M;Lieberman TD;Kelsic ED;Chait R;Gross R;Yelin I;Kishony R
细菌生存的一个关键方面是在空间变化的环境挑战中迁移时进化的能力。然而，实验室实验通常是在充分混合的系统中研究进化。在这里，我们介绍了一种实验装置，微生物进化和生长竞技场（MEGA）板，其中细菌在一个大的抗生素景观（120 × 60 cm）上传播和进化，允许在迁移的细菌前沿观察突变和选择。虽然耐药性不断增加，但多种共存的谱系在表型和基因型上都多样化。通过分析繁殖前沿和繁殖前沿之后的突变体，我们发现进化并不总是由最具抗性的突变体领导;高抗性突变体可能被困在更敏感的谱系之后。MEGA平板为研究微生物适应性提供了一个多功能平台，并为进化动力学提供了直观的可视化。
A key aspect of bacterial survival is the ability to evolve while migrating across spatially varying environmental challenges. Laboratory experiments, however, often study evolution in well-mixed systems. Here we introduce an experimental device, the Microbial Evolution and Growth Arena (MEGA) plate, in which bacteria spread and evolve on a large antibiotic landscape (120x60cm), allowing visual observation of mutation and selection in a migrating bacterial front. While resistance increases consistently, multiple coexisting lineages diversify both phenotypically and genotypically. Analyzing mutants at and behind the propagating front, we find that evolution is not always led by the most resistant mutants; highly resistant mutants may be trapped behind more sensitive lineages. The MEGA-plate provides a versatile platform for studying microbial adaption and a direct seeing-is-believing visualization of evolutionary dynamics.
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