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Proteomic Investigation of Tolerant Escherichia coli Populations from Cyclic Antibiotic Treatment.
Journal of Proteome Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-01-17 , DOI: 10.1021/acs.jproteome.9b00687 Jordy Evan Sulaiman 1 , Henry Lam 1
Journal of Proteome Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2020-01-17 , DOI: 10.1021/acs.jproteome.9b00687 Jordy Evan Sulaiman 1 , Henry Lam 1
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Persisters are a subpopulation of cells that have enhanced abilities to survive antibiotics and other stressful conditions. Recently, it was found that when persisters were repeatedly regrown and retreated with the same antibiotic for several cycles, the new population will become tolerant to the drug. In this study, we applied such cyclic antibiotic treatment on Escherichia coli populations using different classes of antibiotics (ampicillin, ciprofloxacin, and apramycin) during the exponential phase. After a few cycles, we observed that the evolved populations exhibit high tolerance to the specific class of antibiotic used during the evolution experiments, which are achieved by single-point mutations in one or several genes. Interestingly, all evolved populations show multidrug tolerance at the stationary phase, indicating that they have higher triggered persister fraction. Proteomic analysis and cross-comparison of the regulated proteomes of the tolerant populations during the stationary phase identified protein candidates with similar expression profiles that might be important for the tolerance phenotype. Susceptibility tests of mutants lacking gene coding for these protein candidates showed that they have significantly reduced survival toward antibiotics not only during the stationary phase, but also during the exponential phase. We demonstrated how proteomics, combined with cyclic antibiotic treatment as a means to enrich tolerant populations, is a promising avenue to obtain fresh insights into the phenomenon of persistence.
中文翻译：
循环抗生素治疗耐受的大肠杆菌种群的蛋白质组学研究。
持久分子是细胞的一个亚群，具有增强的生存能力，可以抵抗抗生素和其他压力条件。最近发现，当持久性菌反复再生并用相同的抗生素治疗数个周期时，新的种群将对该药产生耐受性。在这项研究中，我们在指数期使用不同种类的抗生素（氨苄青霉素，环丙沙星和阿普霉素）对大肠杆菌群体应用了这种循环抗生素治疗。经过几个周期后，我们观察到进化后的种群对进化实验中使用的特定抗生素类别具有高度耐受性，这是通过一个或几个基因的单点突变实现的。有趣的是，所有进化后的种群在固定阶段都表现出多药耐受性，表示他们具有较高的触发持久性分数。蛋白质组学分析和在稳定期对耐性种群受调节蛋白质组的交叉比较，鉴定出了具有相似表达谱的候选蛋白，这可能对耐受表型很重要。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。蛋白质组学分析和在稳定期对耐性种群受调节蛋白质组的交叉比较，鉴定出了具有相似表达谱的候选蛋白，这可能对耐受表型很重要。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。蛋白质组学分析和在稳定期对耐性种群受调节蛋白质组的交叉比较，鉴定出了具有相似表达谱的候选蛋白，这可能对耐受表型很重要。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐性种群的方法，是获得有关持久性现象的新见识的有前途的途径。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。
更新日期：2020-01-21
中文翻译：
循环抗生素治疗耐受的大肠杆菌种群的蛋白质组学研究。
持久分子是细胞的一个亚群，具有增强的生存能力，可以抵抗抗生素和其他压力条件。最近发现，当持久性菌反复再生并用相同的抗生素治疗数个周期时，新的种群将对该药产生耐受性。在这项研究中，我们在指数期使用不同种类的抗生素（氨苄青霉素，环丙沙星和阿普霉素）对大肠杆菌群体应用了这种循环抗生素治疗。经过几个周期后，我们观察到进化后的种群对进化实验中使用的特定抗生素类别具有高度耐受性，这是通过一个或几个基因的单点突变实现的。有趣的是，所有进化后的种群在固定阶段都表现出多药耐受性，表示他们具有较高的触发持久性分数。蛋白质组学分析和在稳定期对耐性种群受调节蛋白质组的交叉比较，鉴定出了具有相似表达谱的候选蛋白，这可能对耐受表型很重要。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。蛋白质组学分析和在稳定期对耐性种群受调节蛋白质组的交叉比较，鉴定出了具有相似表达谱的候选蛋白，这可能对耐受表型很重要。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。蛋白质组学分析和在稳定期对耐性种群受调节蛋白质组的交叉比较，鉴定出了具有相似表达谱的候选蛋白，这可能对耐受表型很重要。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐性种群的方法，是获得有关持久性现象的新见识的有前途的途径。缺乏对这些候选蛋白质进行基因编码的突变体的药敏试验表明，它们不仅在固定期而且在指数期均显着降低了对抗生素的存活率。我们证明了蛋白质组学与循环抗生素治疗相结合以丰富耐受人群的方法是获得持久性现象新见识的有前途的途径。
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