近日，中国科学技术大学环境科学与工程系首次利用工程化高核酸酶活性希瓦氏菌在消除ARGs上取得新进展，该研究设计了一种全细胞DNA清除剂，以有效减弱ARGs传播，为缓解抗生素耐药性流行提供了一种新颖、环保的方法。相关研究成果以“Engineered DNA scavenger for mitigating antibiotic resistance proliferation in wastewater treatment”为题，于2024年8月19日发表于Nature Water（DOI: 10.1038/s44221-024-00289-4）。

抗生素耐药性问题日益严峻，携带胞外抗生素抗性基因（ARGs）的可移动遗传元件（MGEs）加速了这一问题，因此需要采取有效且环保的控制策略。而ARGs是耐药性传播的元凶。在此，研究团队提出了一种新方法，通过表达高活性核酸酶构建了高效的全细胞DNA清除剂。该方法旨在通过核酸酶降解污水处理厂（WWTP）中的游离MGEs。DNA清除剂对多药耐药模式质粒表现出高效率和超快速降解。在不同剂量和水力停留时间（HRT）下进行的实验表明，即使在最低剂量下，ARGs也能被显著降解。在回流活性污泥和二沉池出水中证实了其有效性，其中0.08 U/mL的低剂量在4小时内也能实现超过99.92%的去除，并在6小时内使ARGs完全失活。模拟显示在多种WWTP反应器中的效率均保持稳定。这些发现确立了核酸酶法外源清除策略作为控制抗生素耐药性蔓延的新范式。

图  基于全细胞DNA清除剂缓解抗生素耐药性流行的清除策略的设计

该工作得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划和中科院城市污染物转化重点实验室联合基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s44221-024-00289-4