本文選題：耐藥基因　切入點(diǎn)：納米氧化鋁　出處：《山東師范大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：納米材料的污染和耐藥基因的擴(kuò)散正日益成為全球公共健康的威脅。當(dāng)納米材料和耐藥基因(antibiotic resistance genes,ARGs)相遇,它們會(huì)如何相互作用?納米材料是否能夠協(xié)助死亡菌體釋放的耐藥基因進(jìn)入活的菌體細(xì)胞從而引起耐藥基因的擴(kuò)散?本項(xiàng)目采用抗性篩選法研究不同尺寸、不同濃度氧化物對(duì)不同濃度、不同種類耐藥基因水平轉(zhuǎn)移入不同菌株細(xì)胞的影響。結(jié)果表明納米氧化物顆粒,特別是納米氧化鋁(nano-Al2O3)能夠促進(jìn)耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移。與大腸桿菌K12相比,大腸桿菌HB101是一種易于耐藥基因轉(zhuǎn)化的菌株,能夠攝入更多的耐藥質(zhì)粒,所以我們推斷轉(zhuǎn)化是納米顆粒促進(jìn)耐藥基因水平轉(zhuǎn)移的方式之一。同時(shí),這種促轉(zhuǎn)移作用與耐藥質(zhì)粒和納米顆粒的結(jié)合有關(guān),所以納米顆�？赡茌d帶耐藥質(zhì)粒進(jìn)入菌體細(xì)胞,然后緩慢釋放。本文證明納米氧化鋁能夠顯著促進(jìn)質(zhì)粒介導(dǎo)的耐藥基因轉(zhuǎn)化,包括進(jìn)入革蘭氏陰性大腸桿菌和革蘭氏陽(yáng)性金黃色葡萄球菌(質(zhì)粒需修飾),而尺寸大的氧化鋁顆粒無此作用。在適宜條件下菌體細(xì)胞與納米氧化鋁相互作用,每100 ng耐藥質(zhì)粒能夠獲得7.4×106個(gè)大腸桿菌轉(zhuǎn)化子,或者2.9×105個(gè)金黃色葡萄球菌轉(zhuǎn)化子。納米顆粒的濃度、質(zhì)粒濃度、菌體細(xì)胞數(shù)目、材料與菌體細(xì)胞的作用時(shí)間、渦旋混勻時(shí)間等因素都會(huì)影響轉(zhuǎn)化效率。我們進(jìn)一步探討了現(xiàn)象背后的機(jī)制。通過原位雜交和掃描電鏡觀察,結(jié)果表明納米氧化鋁可損傷細(xì)菌細(xì)胞膜,致其產(chǎn)生孔洞,耐藥基因可通過孔洞進(jìn)入細(xì)胞�；钚匝踝杂苫�(reactive oxygen species,ROS)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)錄組基因芯片分析和實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)結(jié)果表明內(nèi)源性活性氧自由基可能損傷細(xì)胞膜,SOS(Save Our Ship,SOS)應(yīng)答促進(jìn)了耐藥基因的轉(zhuǎn)化�？股氐臑E用使環(huán)境中耐藥基因和耐藥菌大規(guī)模爆發(fā),帶來了人和動(dòng)物的公共健康問題。我們的前期研究結(jié)果表明在我國(guó)主要河流中不僅能檢測(cè)到天然的耐藥基因,也發(fā)現(xiàn)了人工合成的耐藥基因。研究表明:在水中納米顆粒能夠顯著促進(jìn)質(zhì)粒RP4、RK2、p CF10介導(dǎo)的耐藥基因接合轉(zhuǎn)移。本研究證實(shí)納米顆粒通過結(jié)合和致密壓縮耐藥基因從而保護(hù)其抵抗核酸酶Hind III、Hinc II、Sal I、Sty I、Nco I、Nde I和DNase I的降解,并作為載體參與耐藥基因的轉(zhuǎn)移。這種結(jié)合與納米顆粒的濃度、兩者作用時(shí)間、離子種類和濃度有關(guān)�；诩t外光譜、紫外光譜和原子力顯微鏡分析,我們推測(cè)納米氧化鋁幫助耐藥基因抗酶解的機(jī)制為:納米顆粒導(dǎo)致的致密壓縮改變了耐藥基因分子的結(jié)構(gòu)。在緊密結(jié)合在一起抗酶解的同時(shí),氧化鋁納米顆粒能夠載帶耐藥質(zhì)粒進(jìn)入菌體細(xì)胞。本研究首次發(fā)現(xiàn)納米氧化鋁顆粒的這種載帶功能,我們稱之為轉(zhuǎn)導(dǎo)�；蛐酒D(zhuǎn)錄組分析和實(shí)時(shí)定量PCR探討了其分子機(jī)制。在合適條件下菌體細(xì)胞與nano-Al2O3-p BR322復(fù)合物相互作用,每100 ng耐藥質(zhì)粒能夠獲得3.5×104個(gè)大腸桿菌轉(zhuǎn)化子。與納米氧化鋁結(jié)合的耐藥質(zhì)粒越多,耐藥基因的轉(zhuǎn)移率就越高。轉(zhuǎn)導(dǎo)作用的分子機(jī)制可能為:納米氧化鋁載帶耐藥質(zhì)�？缒まD(zhuǎn)運(yùn)時(shí),引起細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng),抑制關(guān)鍵的代謝基因rdg B、gly A、pgm、acc C、deo D、pgi、asp C等的表達(dá),為細(xì)胞節(jié)省能量和物質(zhì)。上調(diào)pol B、rec N、ruv A、uvr B、uvr D、din G等SOS應(yīng)答基因,促進(jìn)耐藥基因的復(fù)制與表達(dá)。氧化物特別是氧化鋁納米顆粒能夠通過轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)方式促進(jìn)耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移,其機(jī)制可能為氧化損傷。采用數(shù)學(xué)模型分析了不同方式在不同時(shí)間點(diǎn)的比重變化,結(jié)果表明隨著納米顆粒與細(xì)胞作用時(shí)間的延長(zhǎng),轉(zhuǎn)化所占的比重越來越大。結(jié)論:納米顆粒在適當(dāng)條件下能夠促進(jìn)耐藥基因的水平轉(zhuǎn)移,但其機(jī)制有待進(jìn)一步研究。我們的結(jié)果也暗示:環(huán)境中納米材料可能在幫助細(xì)菌獲得耐藥性,其所帶來的環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)當(dāng)引起人們的注意。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;R378

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 侯聰花,郭艷麗,吳永偉,王晶禹;制備納米氧化鋁的研究[J];應(yīng)用化工;2005年02期

2 侯毅峰;劉鋒;張美靜;;納米氧化鋁的制備及應(yīng)用[J];機(jī)械管理開發(fā);2009年05期

3 覃秀鳳;;淺談納米氧化鋁的分類及制備方法[J];廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2010年02期

4 汪多仁;;納米氧化鋁的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展[J];現(xiàn)代技術(shù)陶瓷;2012年01期

5 張永剛,閆裴;納米氧化鋁的制備及應(yīng)用[J];無機(jī)鹽工業(yè);2001年03期

6 丁安平,饒拴民;“納米氧化鋁”的用途和制備方法初探[J];有色冶煉;2001年03期

7 唐海紅,焦淑紅,楊紅菊,張愛賢;納米氧化鋁的制備及應(yīng)用[J];中國(guó)粉體技術(shù);2002年06期

8 耿新玲,袁偉;納米氧化鋁的制備與應(yīng)用進(jìn)展[J];河北化工;2002年03期

9 李慧韞,張?zhí)靹?楊南;納米氧化鋁的制備方法及應(yīng)用[J];天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2003年04期

10 吳志鴻;納米氧化鋁的制備及其在催化領(lǐng)域的應(yīng)用[J];工業(yè)催化;2004年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 汪多仁;;納米氧化鋁的開發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展[A];第十三屆全國(guó)耐火材料青年學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)暨2012年六省市金屬（冶金）學(xué)會(huì)耐火材料學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

2 尹荔松;;聚合物/納米氧化鋁復(fù)合纖維的表征[A];第四屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

3 商連弟;趙燕禹;俞杰;陳洪潮;劉毅;馮卓;馬瑞;于媛媛;張?chǎng)?;干燥方法對(duì)納米氧化鋁性能的影響[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)2006年年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

4 馬菲;蔣園園;王國(guó)祥;楊浩;楊小弟;;光譜法研究納米氧化鋁與牛血紅蛋白的相互作用[A];第六屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

5 鄭敏;孫竹元;;納米氧化鋁/有機(jī)氟復(fù)合乳液的組裝及其拒水耗油性[A];蘇州市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文匯編(2008-2009)[C];2010年

6 黃志平;呂旭東;王連鴛;朱海燕;程振興;;梭曼在納米氧化鋁中吸附和降解的研究[A];第六屆全國(guó)磷化學(xué)化工學(xué)術(shù)討論會(huì)論文摘要集[C];2003年

7 丁冬雁;王健農(nóng);;納米氧化鋁涂層與復(fù)合材料界面改性[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國(guó)第二屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會(huì)議論文集（下卷）[C];2001年

8 張良苗;陸文聰;紀(jì)曉波;陳念貽;;納米氧化鋁制備中若干反應(yīng)過程的研究[A];2004年全國(guó)冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2004年

9 李冬云;楊輝;連加松;;熱處理工藝對(duì)溶膠-凝膠法納米氧化鋁顆粒特性的影響[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)超微顆粒專業(yè)委員會(huì)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨海峽兩岸納米顆粒學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2005年

10 趙媈;朱永亮;于建;郭朝霞;;巰基硅烷偶聯(lián)劑偶合聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性納米氧化鋁[A];2006年全國(guó)高分子材料科學(xué)與工程研討會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 記者 姜小毛　黃昌明;納米氧化鋁新工藝解工業(yè)化難題[N];中國(guó)化工報(bào);2008年

2 記者 王丹 通訊員 郝成濤;納米氧化鋁成為耐藥基因轉(zhuǎn)移“幫兇”[N];健康報(bào);2012年

3 記者 李琮;納米氧化鋁滿足高端催化劑需求[N];中國(guó)化工報(bào);2010年

4 羅�；�;日開發(fā)生產(chǎn)納米氧化鋁的工業(yè)方法[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 丁誠(chéng)實(shí);納米氧化鋁引起裸耐藥基因轉(zhuǎn)移至大腸桿菌K12及其機(jī)制研究[D];山東師范大學(xué);2016年

2 王作山;模板介入法制備納米氧化鋁及其應(yīng)用研究[D];華北工學(xué)院;2004年

3 李瑞勇;納米氧化鋁的爆轟合成及其晶型和尺寸的控制研究[D];大連理工大學(xué);2006年

4 李斌川;低溫燃燒合成法制備納米氧化鋁的研究[D];東北大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫若力;硝酸鋁超重力沉淀法—微波場(chǎng)集成制備納米氧化鋁[D];湘潭大學(xué);2011年

2 嚴(yán)婷;納米氧化鋁及其氧化鋁空心球的制備[D];南京理工大學(xué);2016年

3 夏雪梅;納米氧化鋁的制備研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2009年

4 趙小玲;納米氧化鋁的制備及改性工藝研究[D];西北大學(xué);2003年

5 李昌瑾;機(jī)械法制備納米氧化鋁顆粒并應(yīng)用于納米化學(xué)復(fù)合鍍的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

6 郭衛(wèi)偉;納米氧化鋁亞慢性染毒致小鼠神經(jīng)細(xì)胞線粒體損傷的機(jī)制[D];山西醫(yī)科大學(xué);2014年

7 馬繼軒;納米氧化鋁導(dǎo)致的肺部損傷研究[D];新疆醫(yī)科大學(xué);2014年

8 梅婷;典型土壤礦物對(duì)有機(jī)胂類藥物吸附行為研究[D];南京師范大學(xué);2015年

9 吳銘敏;高嶺土制備納米氧化鋁工藝研究[D];蘇州大學(xué);2009年

10 丁勇;納米氧化鋁致小鼠神經(jīng)發(fā)育毒性及其機(jī)制初探[D];山西醫(yī)科大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1623799