SAMPLING THE ENVIRONMENT FOR RESIST

SAMPLING THE ENVIRONMENT FOR RESISTANCE GENES
Two main approaches are used to study the environmental resistome: culture-based and metagenomic searches. Culture-based approaches involve growing all microorganisms resistant to a given antibiotic in the lab, and subsequently analyzing their genetics and associated biochemistry for resistance determinants. While the major disadvantage to this technique is that it is estimated that only a small fraction (∼1%) of environmental organisms are readily grown in the lab (Amann et al., 1995), culture-based approaches allow detailed studies of the genomic context of resistance (including identification of host species, identification of multiple resistance determinants in a single genome, identification of antibiotic production capabilities of the host, etc.) that is not possible using culture-independent methods. Metagenomic studies are performed by culture-independent extraction of total microbial DNA from the environment, and subsequent analysis using either polymerase chain reaction (PCR)-based methods with specific primers or deep sequencing technologies. While a metagenomic approach has the obvious advantage of overcoming culture-based bias, it can be difficult to design oligonucleotide primers with both enough specificity and flexibility to capture sequences with minor deviation from the reference sequence. Metagenomic datasets can be difficult to assemble, and using bioinformatics alone to search for homologs of known resistance determinants may miss novel resistance determinants that are not sufficiently homologous to known genes. Functional metagenomic approaches (in which a metagenomic library is expressed in a heterologous host and screened for resistance) offer significant advantages over culture-based and metagenomic/PCR-based screens and are discussed in detail in the final section of this review.

Kết quả (Việt) 1:

LẤY MẪU MÔI TRƯỜNG CHO CÁC GEN KHÁNGHai phương pháp chính được sử dụng để nghiên cứu môi trường resistome: dựa trên nền văn hóa và tìm kiếm metagenomic. Văn hóa dựa trên phương pháp tiếp cận liên quan đến phát triển tất cả các vi sinh vật đề kháng với kháng sinh được đưa ra trong các phòng thí nghiệm, và sau đó phân tích di truyền học và hóa sinh học liên kết cho các yếu tố quyết định sức đề kháng của họ. Trong khi những bất lợi lớn với kỹ thuật này là nó ước tính rằng chỉ một phần nhỏ (∼1%) của các môi trường sinh vật dễ dàng phát triển trong phòng thí nghiệm (Amann và ctv., 1995), văn hóa dựa trên phương pháp tiếp cận cho phép các nghiên cứu chi tiết của bối cảnh gen kháng (bao gồm cả identification của máy chủ lưu trữ loài, identification nhiều sức đề kháng yếu tố quyết định trong một gen duy nhất, identification khả năng kháng sinh sản xuất của các máy chủ v.v..) đó không phải là không thể sử dụng phương pháp văn hóa độc lập. Metagenomic nghiên cứu được thực hiện bởi văn hóa độc lập chiết DNA tổng số vi khuẩn từ môi trường, và sau đó phân tích bằng cách sử dụng một trong hai phản ứng chuỗi polymerase (PCR)-dựa trên phương pháp với lớp lót specific hoặc sâu trình tự công nghệ. Trong khi một cách tiếp cận metagenomic có lợi thế rõ ràng của thiên vị khắc phục dựa trên văn hóa, nó có thể là difficult để thiết kế oligonucleotide lớp lót với đủ specificity và flexibility để chụp với các độ lệch nhỏ từ trình tự tài liệu tham khảo. Metagenomic datasets có thể difficult để lắp ráp, và bằng cách sử dụng tin sinh học một mình để tìm kiếm các homologs của yếu tố quyết định kháng chiến được biết đến có thể bỏ lỡ tiểu thuyết sức đề kháng yếu tố quyết định mà không phải là sufficiently tương đồng với gen được biết đến. Chức năng metagenomic phương pháp tiếp cận (trong đó một thư viện metagenomic bày tỏ trong một loạt các heterologous và chiếu cho sức đề kháng) cung cấp significant lợi thế hơn dựa trên văn hóa và metagenomic/PCR dựa trên màn hình và sẽ được thảo luận chi tiết trong phần ngoài của nhận xét này.

Kết quả (Việt) 2:

Lấy mẫu MÔI TRƯỜNG CHO gen kháng
Hai phương pháp chính được sử dụng để nghiên cứu các resistome môi trường: văn hóa dựa trên các tìm kiếm và metagenomic. Phương pháp tiếp cận dựa trên nuôi liên quan đến việc phát triển tất cả các vi khuẩn đề kháng với kháng sinh được đưa ra trong phòng thí nghiệm, và sau đó phân tích di truyền và sinh hóa liên quan cho yếu tố quyết định kháng. Trong khi những bất lợi lớn đối với kỹ thuật này là nó được ước tính chỉ có một phần nhỏ (~1%) của các sinh vật môi trường được dễ dàng phát triển trong phòng thí nghiệm (Amann et al., 1995), phương pháp tiếp cận dựa trên nuôi cho phép nghiên cứu chi tiết của các gen bối cảnh kháng (bao gồm cation fi identi của loài vật chủ, cation fi identi của nhiều yếu tố quyết định kháng trong một gen duy nhất, cation fi identi của khả năng sản xuất kháng sinh của các máy chủ, vv) mà không phải là có thể sử dụng phương pháp văn hóa độc lập. Nghiên cứu metagenomic được thực hiện bằng cách khai thác nền văn hóa độc lập của DNA tổng số vi khuẩn từ môi trường, và phân tích tiếp theo bằng cách sử dụng phản ứng chuỗi polymerase (PCR) phương pháp dựa trên với mồi fi c cụ thể hoặc các công nghệ sắp xếp chuyên sâu. Trong khi phương pháp metagenomic có lợi thế rõ ràng của việc khắc phục thiên vị văn hóa dựa trên, nó có thể là khăn fi giáo phái để thiết kế mồi oligonucleotide với cả hai đủ cụ thể thành phố và fi fl exibility để nắm bắt chuỗi với độ lệch nhỏ từ các trình tự tham khảo. Bộ dữ liệu metagenomic có thể khăn fi giáo phái để lắp ráp và sử dụng tin sinh học một mình để tìm kiếm các đồng đẳng của yếu tố quyết định kháng được biết đến có thể bỏ lỡ yếu tố quyết định kháng tiểu thuyết mà không phải là khu rừng đặc dụng fi ciently tương đồng với gen được biết đến. Phương pháp metagenomic chức năng (trong đó có một thư viện metagenomic được thể hiện trong một loạt dị loại và sàng lọc kháng) có nhiều ưu điểm trọng yếu trên màn hình dựa trên nuôi và metagenomic / PCR dựa trên và được thảo luận chi tiết trong phần fi nal của tổng quan này.