Revealing Stochastic Switches in Bacteria

揭示细菌中的随机开关

基本信息

  • 批准号:
    9406188
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 37.06万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-09-15 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Stochastic switches are a broad class of genetic mechanisms that enable single cells to switch certain genes on and off randomly, without responding to their environment. Such switches are prevalent in pathogenic bacteria, where they are often involved in generating diverse surface protein repertoires across the bacterial population, which enables a subset of cells to avoid detection by the immune system. In general, stochastic switches provide a strategy for survival in fluctuating environments, by maintaining subpopulations of cells in pre-adapted states that are prepared for future, possibly unpredictable, environmental stresses. In particular, these strategies are known to be important in antibiotic persistence, a bacterial phenotypic state consisting of slow growth and enhanced tolerance for antibiotics. This grant applies highly sensitive single-cell measurements combined with mathematical models to study three major facets of stochastic switching. We use synthetic stochastic switches to drive antibiotic resistance genes, and by measuring the population dynamics under antibiotic pulses over multi-day experiments, we quantify and model the emergence of resistance, a process of major clinical importance. We use stochastic switches as a model to study the evolutionary pressures that populations experience when transferred from one environment to another through population bottlenecks, a key component of disease transmission. And, we study antibiotic persistence in Escherichia coli, where a continuum of growth states across a bacterial population can confer varying degrees of antibiotic tolerance. By using novel methods for analysis of single cell population data mapped with phenotypic information, we investigate the genetic network that underlies bacterial persistence. The proposed research will substantially advance understanding of the role of stochasticity in bacterial adaptation. Through its emphasis on predictive mathematical modeling, the research will provide the ability to predict the impact of treatment protocols on the emergence of antibiotic resistance and on levels of persistence, and to identify new ways of slowing down or reversing these complex, biomedically relevant processes.
项目摘要 随机开关是一类广泛的遗传机制,使单个细胞能够切换某些基因 随机打开和关闭,无需响应其环境。这种开关在病原上很普遍 细菌,它们通常参与在细菌上产生多种表面蛋白质库 种群,使一部分细胞避免通过免疫系统检测。通常,随机 开关通过维持细胞的亚群来在波动环境中生存的策略 为未来(可能是不可预测的环境压力)准备的预先适应的国家。尤其, 这些策略在抗生素持久性中很重要,抗生素持久性是一种细菌表型状态,由 生长缓慢并增强抗生素的耐受性。 该赠款应用高度敏感的单细胞测量结果与数学模型相结合来研究 随机切换的三个主要方面。我们使用合成随机开关来驱动抗生素耐药性 基因,以及通过在多天实验中测量抗生素脉冲下的种群动态,我们 量化和模拟抗性的出现,这是一个主要临床重要性的过程。我们使用随机 开关作为模型,以研究人群从转移时所经历的进化压力 一个环境通过种群瓶颈到另一个环境,这是疾病传播的关键组成部分。和, 我们研究大肠杆菌中的抗生素持久性,在细菌范围内生长状态的连续性 人口可以赋予不同程度的抗生素耐受性。通过使用新颖的方法分析单细胞 用表型信息映射的人口数据,我们研究了基础的遗传网络 细菌持久性。 拟议的研究将大大提高人们对随机性在细菌中的作用的理解 适应。通过强调预测性数学建模,该研究将提供能力 预测治疗方案对抗生素耐药性出现的影响以及 持久性,并确定放慢或逆转这些复杂的生物益处相关的新方法 过程。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

EDO L KUSSELL其他文献

EDO L KUSSELL的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('EDO L KUSSELL', 18)}}的其他基金

Gene Regulation and Memory in Bacterial Metabolism and Antibiotic Resistance
细菌代谢和抗生素耐药性中的基因调控和记忆
  • 批准号:
    10566736
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Memory in Bacterial Responses to Fluctuating Stress
细菌对波动压力的反应的记忆
  • 批准号:
    9282447
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Revealing Stochastic Switches in Bacteria
揭示细菌中的随机开关
  • 批准号:
    10709881
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Revealing Stochastic Switches in Bacteria: Theory, Modeling, and Experiments
揭示细菌中的随机开关:理论、建模和实验
  • 批准号:
    8538463
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Revealing Stochastic Switches in Bacteria: Theory, Modeling, and Experiments
揭示细菌中的随机开关:理论、建模和实验
  • 批准号:
    8194768
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Revealing Stochastic Switches in Bacteria: Theory, Modeling, and Experiments
揭示细菌中的随机开关:理论、建模和实验
  • 批准号:
    8727053
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Revealing Stochastic Switches in Bacteria: Theory, Modeling, and Experiments
揭示细菌中的随机开关:理论、建模和实验
  • 批准号:
    8333393
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Revealing Stochastic Switches in Bacteria: Theory, Modeling, and Experiments
揭示细菌中的随机开关:理论、建模和实验
  • 批准号:
    8916141
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Revealing Stochastic Switches in Bacteria
揭示细菌中的随机开关
  • 批准号:
    9239817
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:

相似国自然基金

人工补给对地下水抗生素抗性组与病原菌的影响及调控机制
  • 批准号:
    42377392
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
可溶态生物炭对抗生素抗性基因在水土环境中迁移与水平转移的影响及机制
  • 批准号:
    42307468
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
邻苯二甲酸酯对噬菌体介导的抗生素抗性基因水平转移的影响和分子机制研究
  • 批准号:
    42307292
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
冻融作用下微塑料对黑土中抗生素抗性基因赋存及迁移的影响机制研究
  • 批准号:
    42307045
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
典型非抗生素类药物对活性污泥多质粒介导下抗生素抗性基因水平转移的影响机制研究
  • 批准号:
    42307529
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

A Randomized Pilot and Feasibility Study of a cultuRE-Directed approach to Urinary traCT Infection symptoms in older womeN: a mixed methods evaluation - the REDUCTION trial
针对老年女性尿路感染症状的文化导向方法的随机试验和可行性研究:混合方法评估 - REDUCTION 试验
  • 批准号:
    10586250
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Commercialization Readiness Pilot (CRP) program support for: Direct-from-specimen identification of pathogens common in endocarditis
商业化准备试点 (CRP) 计划支持: 直接从样本鉴定心内膜炎常见病原体
  • 批准号:
    10758417
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Investigating metabolism and DNA damage repair in uropathogenic Escherichia coli fluoroquinolone persisters
研究泌尿道致病性大肠杆菌氟喹诺酮类持续存在的代谢和 DNA 损伤修复
  • 批准号:
    10747651
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
Human Immunomics & Trained Immunity in Persistent Candidemia
人类免疫组学
  • 批准号:
    10551710
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
An Integrated Catheter Dressing for Early Detection of Catheter-related Bloodstream Infections
用于早期检测导管相关血流感染的集成导管敷料
  • 批准号:
    10647072
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 37.06万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了