Compensatory mutations improve general permissiveness to antibiotic resistance plasmids.
Compensatory mutations improve general permissiveness to antibiotic resistance plasmids.
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DOI：
10.1038/s41559-017-0243-2
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发表时间：
2017-09
影响因子：
16.8
通讯作者：
Top EM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Loftie-Eaton W;Bashford K;Quinn H;Dong K;Millstein J;Hunter S;Thomason MK;Merrikh H;Ponciano JM;Top EM
广泛宿主质粒介导的水平基因转移是抗生素耐药性传播的重要机制。虽然不是所有的细菌都能很好地维持质粒，但质粒的持久性可以随着时间的推移而提高，但目前还没有普遍的进化机制出现。我们的目标是确定这些机制，并评估对一种质粒的适应是否会影响对其他质粒的容忍度。我们实验进化了含有多药耐药质粒RP4的假单胞菌H2，利用联合实验建模方法确定了质粒的持久性和成本，对进化的克隆进行了重测序，并重建了关键突变。质粒的持久性在不到600代的时间里得到了提高，因为适应性成本变成了收益。原生质粒保留率的提高表明寄主向质粒容纳性增强的方向进化。关键染色体突变影响了两个辅助解旋酶和RNA聚合酶β-亚基。我们和其他研究结果表明，质粒持久性差可能是由于涉及解旋酶-质粒相互作用的高成本引起的，而这种相互作用可以迅速改善。
Horizontal gene transfer mediated by broad-host-range plasmids is an important mechanism of antibiotic resistance spread. While not all bacteria maintain plasmids equally well, plasmid persistence can improve over time, yet no general evolutionary mechanisms have emerged. Our goal was to identify these mechanisms, and to assess if adaptation to one plasmid affects the permissiveness to others. We experimentally evolved Pseudomonas sp. H2 containing multi-drug resistance plasmid RP4, determined plasmid persistence and cost using a joint experimental-modeling approach, resequenced evolved clones, and reconstructed key mutations. Plasmid persistence improved in fewer than 600 generations because the fitness cost turned into a benefit. Improved retention of naive plasmids indicated that the host evolved towards increased plasmid permissiveness. Key chromosomal mutations affected two accessory helicases and the RNA polymerase β-subunit. Our and other findings suggest that poor plasmid persistence can be caused by a high cost involving helicase-plasmid interactions that can be rapidly ameliorated.
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影响因子：
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作者：
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