城市生活污水中抗菌剂与抗生素抗性基因的污染特征及其关联性研究

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基本信息

  • 批准号：
    41701544
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    陈辉
  • 依托单位：
    暨南大学
  • 学科分类：
    D0711.污染物环境行为与效应
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Antibiotic resistance genes (ARGs) in the environment could spread among various mediums via horizontal gene transfer, leading to immeasurable risks to the public health and ecological stability. Researches show that the widespread use of antimicrobial chemicals could cause certain selection pressures on the spread of ARGs. While previous studies mainly focused on the residues of antibiotics and diversities of ARGs, the relationship between antimicrobial chemicals on the municipal wastewater microbiome and ARGs have not been examined. The objective of this project is to investigate the relationship between the concentration of antimicrobial chemicals and the abundance of ARGs in municipal wastewater. Samples are subdivided for chemical and DNA extraction and examined using liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) and metagenome sequencing. All data set are processed using various statistical analyses to explore the relationships between the antimicrobial chemicals on the municipal wastewater microbiome and ARGs. Further test will be done using microcosms to study the mechanism of how the typical antimicrobial chemicals influence the abundance of ARGs. This project will provide data support for reducing the contamination of ARGs in municipal wastewater, and offer scientific basis for the control of ARGs spreading in the natural environment.
抗生素抗性基因（ARGs）可通过水平转移在环境中迁移传播，给生态安全和人类健康带来隐患。研究表明，抗菌剂类物质对ARGs的传播存在一定的选择压力。然而以往的研究多集中在抗生素的环境残留与ARGs的污染水平及多样性方面，尚缺少抗菌剂类物质对ARGs污染变化的影响研究。本项目拟以城市生活污水为研究对象，开展抗菌剂与ARGs的污染特征及关联性研究。利用液相质谱联用技术和宏基因组测序技术，考察抗菌剂及ARGs在城市生活污水中的污染变化规律，通过分析水体中微生物群落结构的变化特征，综合运用多种统计学分析方法，揭示抗菌剂与ARGs污染变化及微生物群落结构变化的关联性。进一步利用微宇宙培养实验研究验证典型抗菌剂与ARGs及微生物群落结构变化的相互关系，阐明抗菌剂在ARGs传播扩散过程中的影响机制。研究结果为降低城市生活污水中ARGs污染提供数据支持，为进一步控制ARGs的传播扩散提供科学依据。

结项摘要

目前，关于环境中高浓度的抗菌剂与大多数种类的抗性基因及微生物群落结构变化的研究较少。在本研究中，我们研究了抗菌剂与抗生素抗性基因及微生物群落结构变化的相互关系。城市污水处理厂中的环境样品（进出水和回流污泥）使用宏基因组测序技术和液质联用技术进行分析测定。每个样品的宏基因组数据中抗生素抗性基因的筛选使用综合性抗生素耐药性数据库。三种丰度最高的抗性基因分别为adeF、sul1和qacEdelta1，抗菌剂中MePB浓度最高在进出水样品中浓度高达876 ng/L。我们发现6种显著性的正相关关系存在于抗菌剂浓度变化和抗生素抗性基因相对丰度之间。微宇宙实验证明TCC与tetX之间存在显著相关关系。本研究首次分析生活污水中抗菌剂与抗性基因的相关关系，研究结果为进一步控制抗性基因在自然环境中的增殖和传播提供数据支持。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Occurrence of multiple classes of emerging photoinitiators in indoor dust from E-waste recycling facilities and adjacent communities in South China and implications for human exposure
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  • DOI：
    10.1016/j.envint.2020.105462
  • 发表时间：
    2020-03-01
  • 期刊：
    ENVIRONMENT INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    11.8
  • 作者：
    Li, Juan;Li, Wenzheng;Zeng, Eddy Y.
  • 通讯作者：
    Zeng, Eddy Y.
Occurrence, distribution and seasonal variation of chlorinated paraffins in coral communities from South China Sea.
南海珊瑚群落中氯化石蜡的存在、分布及季节变化。
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2021-01-15
  • 期刊：
    Journal of hazardous materials
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Chen, Hui;Xu, Lijia;Zeng, Lixi
  • 通讯作者：
    Zeng, Lixi
Blood partitioning and whole-blood-based maternal transfer assessment of chlorinated paraffins in mother-infant pairs from South China
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  • DOI：
    10.1016/j.envint.2020.105871
  • 发表时间：
    2020-09-01
  • 期刊：
    ENVIRONMENT INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    11.8
  • 作者：
    Chen, Hui;Zhou, Wei;Zeng, Lixi
  • 通讯作者：
    Zeng, Lixi

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  • 通讯作者：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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