Compensatory evolution in rifampin-resistant Escherichia coli.
Compensatory evolution in rifampin-resistant Escherichia coli.
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利福平耐药大肠杆菌的补偿性进化。
DOI：
10.1093/genetics/156.4.1471
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发表时间：
2000
期刊：
影响因子：
3.3
通讯作者：
Reynolds,MG
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Reynolds,MG
本研究考察了大肠杆菌ik12 （MG1655）中RNA聚合酶（rpoB）突变导致利福平耐药的内在适应性负担，并探讨了耐药成本的适应性质。在28个独立的利福平突变体中，每代适应度负担（在没有利福平的情况下）从0到28%不等，中位数为6.4%。我们没有发现成本的大小和抵抗程度之间的关系。通过在存在和不存在利福平的情况下对几种利福突变体进行连续转移培养，研究了对抗利福平成本的适应。对于在没有利福平的情况下进化的文化，200代后分离的单个克隆比它们的祖先更适合；我们没有发现健康水平的提高和利福平抵抗水平的变化之间的联系；在所有情况下，适应性的增加是由于补偿性突变，而不是药物敏感性的恢复。然而，在利福平存在的平行进化实验中，除了最初具有高水平抗性的菌株外，所有菌株的总体抗性水平都随着相对适应度的提高而提高。在测试的进化克隆中，五个（七个）显示出更高的转录效率（使用半定量RT-PCR协议进行评估）。讨论了这些结果对我们理解适应性分子进化和抗生素耐药性日益增加的临床问题的意义。
This study examines the intrinsic fitness burden associated with RNA polymerase (rpoB) mutations conferring rifampin resistance inEscherichia coliK12 (MG1655) and explores the nature of adaptation to the costs of resistance. Among 28 independent Rifrmutants, the per-generation fitness burden (in the absence of rifampin) ranged from 0 to 28%, with a median of 6.4%. We detected no relationship between the magnitude of the cost and the level of resistance. Adaptation to the costs of rif resistance was studied by following serial transfer cultures for several Rifrmutants both in the presence of rifampin and in the absence. For cultures evolved in the absence of rifampin, single clones isolated after 200 generations were more fit than their ancestor; we saw no association between increased fitness and changes in the level of rifampin resistance; and in all cases, increased fitness was due to compensatory mutations, rather than to reversion to drug sensitivity. However, in the parallel evolution experiments in the presence of rifampin, overall levels of resistance increased as did relative fitness—for all strains save one that had an initially high level of resistance. Among the evolved clones tested, five (of seven) demonstrated increased transcription efficiency (assessed using a semiquantitative RT-PCR protocol). The implications of these results for our understanding of adaptive molecular evolution and the increasing clinical problem of antibiotic resistance are discussed.
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