科学家们近日在《mSystems》期刊发表突破性研究，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校团队开发的METa组装技术成功捕捉环境微生物中前所未见的抗生素耐药机制。该技术仅需相当于2万份样本总重才达单粒糖重量的DNA量，即可完成耐药基因的分离鉴定。
研究负责人Tarence Crofts副教授指出："随着抗生素耐药性持续加剧，全面解析细菌可能使用的抗药机制至关重要。通过绘制环境中的耐药基因图谱，能为临床预警提供关键信息，并指导更有效药物的研发。"
这项技术革新改进了功能性宏基因组文库技术，通过将环境DNA切割成基因尺度片段，导入实验室大肠杆菌中表达。当暴露特定抗生素时，存活菌落即可反向定位抗性基因。研究显示，该方法仅需传统技术百分之一的DNA量，特别适用于微生物密度低的环境样本。
在芝加哥谢德水族馆的水体样本中，团队发现新型四环素外排泵——这种蛋白通道能将抗生素泵出细胞。更令人意外的是，在人类粪便样本中检测到可使大肠杆菌抵抗链丝菌素的全新抗性蛋白家族。这种上世纪40年代因肾毒性被淘汰的抗生素，如今因新型抗性机制的发现，可能催生出更安全的下一代药物。
Crofts特别强调农业领域应用价值："土壤细菌通过抗生素产生竞争优势，使其成为耐药基因的天然储库。在畜牧业'从鼻到尾'的系统采样中，METa技术能有效追踪耐药基因的传播路径。"
值得注意的是，该技术突破使微量DNA样本（如单次粪便拭子）的功能性宏基因组研究成为可能。团队计划将该技术应用于农业系统，从土壤到牲畜的完整链条中追踪耐药基因演化，为新型抗生素研发提供环境预警。
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