在多种压力作用下，基因表达的可塑性使得生物体在含盐和温度较高的环境中对大环内酯类药物的耐受性更强

《npj Antimicrobials and Resistance》：Gene expression plasticity under multiple stresses drives higher tolerance to a macrolide in saline and warmer environments

摘要

抗生素在环境中以亚抑制浓度广泛存在，这种存在施加了选择压力，促进了抗性的传播。在实际环境中，抗生素会与多种物理化学因素相互作用，这些因素可能会减弱或增强抗生素的抗性效应。基因表达是一种核心的可塑性特征，它在更高层次上调控表型，并影响选择作用的强度。然而，转录反应之间的相互作用如何产生协同或拮抗的抗性效应，目前仍知之甚少。在这里，我们研究了大环内酯类抗生素、温度和盐度之间先前发现的抗性效应背后的基因表达相互作用，并提出了一种评估多种压力因素对基因表达影响的一般方法框架。我们分析了大肠杆菌（Escherichia coli）在两种盐度和温度条件下的阿奇霉素（AZI）转录反应。研究发现，新出现的和拮抗性的基因表达相互作用较为普遍，同时存在盐度与阿奇霉素之间的交叉调控现象。高盐度使细菌的耐受性提高了两个数量级，并且与阿奇霉素类似，也抑制了碳代谢。较低的温度抵消了盐度的保护作用，增强了碳代谢。此外，盐度还恢复了大部分被阿奇霉素抑制的应激反应通路。三阶相互作用减弱了盐度相对于阿奇霉素的抗性效应，但受影响的基因数量随相互作用阶数的增加而呈指数级减少，这表明在基因表达水平上的高阶相互作用在多重压力因素的响应中可能起的作用较小。通过调节对阿奇霉素的转录反应，简单的环境因素可以重塑抗生素抗性的适应格局，从而可能改变可能传播的抗性突变类型。