在过去的几十年内，由于抗生素的大量滥用和误用，导致临床上和各类生态环境中抗生素抗性菌（ARB）和抗性基因（ARGs）激增。抗生素的高剂量使用给耐药菌带来了强烈的选择压，导致耐药菌在环境中浓度增加，同时在抗生素存在压力下，细菌的水平基因转移和基因突变效率都得到极大的提高，解决耐药性以及耐药基因问题已经迫在眉睫。
尽管铁锰二元氧化物（FMBOs）是土壤和水环境中普遍存在的金属矿物相，但它们对ARGs接合转移的影响仍知之甚少。针对上述问题，我院宋磊老师与合肥大学刘晓薇教授团队在《Journalof Environmental Chemical Engineering》发表了题为“Dual-phaseregulation of plasmid-borne antibiotic resistance conjugation byFe–Mn binary oxides: Facilitation versusinhibition”的研究论文，探讨了FMBOs对PKJK5质粒在细菌属内和跨细菌属水平转移的影响。发现FMBOs表现出浓度依赖性的双相效应，低浓度（≤5mg L-1）显著提高了接合转移频率，在属内和跨属系统中分别提高了1.55倍和1.36倍。相比之下，较高浓度（≥250mgL-1）会抑制转移。适度的FMBO暴露增加细胞膜通透性和ROS生成，诱导氧化应激并激活sos应答基因（rpoS、oxyR、soxS、soxR、lexA和umnD），同时上调参与交配对形成和DNA复制的偶联相关基因（trbBp、traF、trfAp和traJ）。高FMBO浓度下的过度氧化应激下调了外膜蛋白基因（ompA，ompC和ompF），破坏了膜完整性，抑制了质粒转移。这些结果显示FMBO通过协调改变膜功能、氧化应激平衡和基因表达，以浓度依赖的方式调节ARGs的传播。研究结果表明，在自然环境中FMBO既是ARGs传播的促进因素，也是降低其水平基因转移的潜在材料。
FMBO调解ARGs接合转移机制图
全文连接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343726013448