Characterization of antibiotic resistomes by reprogrammed bacteriophage-enabled functional metagenomics in clinical strains

Apjok, Gábor [Apjok, Gábor (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Biológia Doktori Iskola (SZTE / DI); Számel, Mónika* [Számel, Mónika (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Biológia Doktori Iskola (SZTE / DI); Christodoulou, Chryso*; Seregi, Viktória; Vásárhelyi, Bálint Márk [Vásárhelyi, Bálint Márk (Matematika, teoló...), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Stirling, Tamás [Stirling, Tamás (Kémiai tudományok), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Biológia Doktori Iskola (SZTE / DI); Eszenyi, Bálint [Eszenyi, Bálint Dénes (Biológia), szerző]; Sári, Tóbiás [Sári, Tóbiás (biológia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Vidovics, Fanni; Nagrand, Erika [Nagrand, Erika (Mikrobiológia, mo...), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Kovács, Dorina [Kovács, Dorina (mikrobiológia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Szili, Petra [Szili, Petra (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Multidiszciplináris Orvostudományok Doktori Iskola (SZTE / DI); Lantos, Ildikó Ilona [Lantos, Ildikó Ilona (Mikrobiológia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Méhi, Orsolya [Méhi, Orsolya Katinka (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Jangir, Pramod K. [Jangir, Pramod Kumar (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Biológia Doktori Iskola (SZTE / DI); Herczeg, Róbert [Herczeg, Róbert (Bioinformatika), szerző] Szentágothai János Kutatóközpont (PTE); Bioinformatikai kutatócsoport (PTE / KCS); Gálik, Bence [Gálik, Bence (bioinformatika), szerző] Szentágothai János Kutatóközpont (PTE); Bioinformatikai kutatócsoport (PTE / KCS); Urbán, Péter [Urbán, Péter (Mikrobiológia), szerző] Bioinformatikai kutatócsoport (PTE / KCS); Bioinformatika kutatócsoport (PTE / SZKK); Gyenesei, Attila [Gyenesei, Attila (Informatika, Bioi...), szerző] Bioinformatika kutatócsoport (PTE / SZKK); Draskovits, Gábor [Draskovits, Gábor (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Nyerges, Ákos [Nyerges, Ákos (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Fekete, Gergely [Fekete, Gergely (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Bodai, László [Bodai, László (Molekuláris bioló...), szerző] Biokémiai és Molekuláris Biológiai Tanszék (SZTE / TTIK / BI); Zsindely, Nóra [Zsindely, Nóra (Molekuláris biológia), szerző] Genetikai Tanszék (SZTE / TTIK / BI); Dénes, Béla [Dénes, Béla (Állatorvosi mikro...), szerző] Nemzeti Élelmiszerlánc-biztonsági Hivatal; Yosef, Ido; Qimron, Udi; Papp, Balázs [Papp, Balázs (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Pál, Csaba ✉ [Pál, Csaba (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Kintses, Bálint ✉ [Kintses, Bálint (biokémia), szerző] Biokémiai Intézet (HRN SZBK); Biokémiai és Molekuláris Biológiai Tanszék (SZTE / TTIK / BI)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: NATURE MICROBIOLOGY 2058-5276 2058-5276 8 (3) pp. 410-423 2023
  • SJR Scopus - Microbiology (medical): D1
Azonosítók
Támogatások:
  • (GINOP-2.3.2-15-2016-00035)
  • Evolúciósan optimalizált antibakteriális foldamerek: a kémiai építőelemektől a rendszerbiológiáig...(GINOP-2.3.2-15-2016-00014) Támogató: GINOP
  • GINOP(2.3.2-15-2016-00020) Támogató: GINOP
  • (RRF-2.3.1-21-2022-00006) Támogató: Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium
  • (GINOP-2.3.4-15-2020-00010)
Functional metagenomics is a powerful experimental tool to identify antibiotic resistance genes (ARGs) in the environment, but the range of suitable host bacterial species is limited. This limitation affects both the scope of the identified ARGs and the interpretation of their clinical relevance. Here we present a functional metagenomics pipeline called Reprogrammed Bacteriophage Particle Assisted Multi-species Functional Metagenomics (DEEPMINE). This approach combines and improves the use of T7 bacteriophage with exchanged tail fibres and targeted mutagenesis to expand phage host-specificity and efficiency for functional metagenomics. These modified phage particles were used to introduce large metagenomic plasmid libraries into clinically relevant bacterial pathogens. By screening for ARGs in soil and gut microbiomes and clinical genomes against 13 antibiotics, we demonstrate that this approach substantially expands the list of identified ARGs. Many ARGs have species-specific effects on resistance; they provide a high level of resistance in one bacterial species but yield very limited resistance in a related species. Finally, we identified mobile ARGs against antibiotics that are currently under clinical development or have recently been approved. Overall, DEEPMINE expands the functional metagenomics toolbox for studying microbial communities.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2025-01-14 16:55