一种常用的轮胎橡胶抗氧化剂及其醌衍生物可促进大肠杆菌中质粒介导的抗生素抗性基因的共轭转移

《Environmental Science & Technology》：A Commonly Used Tire Rubber Antioxidant and its Quinone Derivative Facilitate the Conjugative Transfer of Plasmid-Mediated Antibiotic Resistance Genes in Escherichia coli

轮胎橡胶抗氧化剂6PPD及其醌衍生物6PPD-Q可显著促进大肠杆菌RP4质粒传递，其机制涉及活性氧物种生成、膜通透性增强、细胞粘附改善及ATP合成促进，基因表达与代谢组学分析验证了这些结论，并揭示了6PPD-Q在环境中加剧抗生素耐药基因扩散的潜在风险。

　　

质粒介导的抗生素抗性基因（ARGs）的接合转移在抗生素抗性的传播中起着关键作用，对全球公共卫生构成了重大威胁。轮胎橡胶抗氧化剂N-(1,3-二甲基丁基)-N’-苯基-对苯二胺（6PPD）及其醌衍生物（6PPD-Q）是环境中广泛存在的新兴污染物，具有显著的生态风险。然而，它们对质粒转移的潜在影响仍不甚明了。在此，我们在模拟的水生条件下建立了体外接合模型，以评估环境相关浓度的6PPD和6PPD-Q对大肠杆菌（Escherichia coli，简称E. coli）中RP4质粒转移的影响。研究结果表明，这两种化合物均显著增强了质粒转移，其中6PPD-Q的影响更为显著。这种增强作用的主要机制包括活性氧（ROS）的产生增加、膜通透性提高、细胞粘附性增强以及三磷酸腺苷（ATP）合成促进。转录组分析、非靶向代谢组学分析和分子对接模拟进一步证实了这些发现。值得注意的是，6PPD-Q显著上调了供体细菌中与ATP合成相关的基因，并改变了接合系统中的代谢过程。本研究为6PPD和6PPD-Q如何促进ARGs的接合转移提供了新的见解，并强调了6PPD-Q在推动ARGs传播方面的潜在环境影响。