成果一：硫化氫是污水抗生素抗性基因傳播擴(kuò)散隱秘推手
抗生素抗性基因（ARGs）通過水平基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行傳播，對(duì)全球健康構(gòu)成重大威脅。盡管已知外源脅迫因素會(huì)促進(jìn)接合轉(zhuǎn)移，但內(nèi)源微生物代謝物在此過程中的作用尚不明確。本研究發(fā)現(xiàn)在廢水中普遍存在的代謝物硫化氫（H2S）是一種強(qiáng)效但被忽視的質(zhì)粒接合促進(jìn)因子，闡明了一種不同于經(jīng)典SOS反應(yīng)的質(zhì)粒自主激活機(jī)制（圖1）——RP4質(zhì)粒利用其編碼蛋白Upf32.8（重命名為GlsS32.8）感知細(xì)胞內(nèi)谷氨酰胺水平，觸發(fā)質(zhì)粒去抑制，并增強(qiáng)從宿主竊取以谷氨酰胺為核心的代謝過程，從而在H2S環(huán)境下促進(jìn)接合轉(zhuǎn)移。該研究重新定義了微生物代謝物作為抗性傳播關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)者的角色，并為理解質(zhì)粒-宿主相互作用以遏制ARGs擴(kuò)散提供了重要見解。歐洲科學(xué)院院士、牛津大學(xué)Timothy Walsh教授在Nature Water撰寫題為“Hydrogen sulfide causing an AMR stink”評(píng)論（圖2）。論文第一作者為黃海寧助理教授，通訊作者為陳銀廣教授和郭建華教授（昆士蘭大學(xué)）。
圖1. 基于GlsS32.8的質(zhì)粒RP4自激活機(jī)制
圖2. 歐洲科學(xué)院院士Timothy Walsh教授的部分評(píng)論截圖
成果二：調(diào)控微生物代謝促進(jìn)低C/N污(廢)水高效脫氮與溫室氣體減排
針對(duì)低碳氮比(C/N)污(廢)水生物脫氮依賴外碳源同時(shí)排放大量溫室氣體的問題，創(chuàng)新提出一種代謝重編程策略（圖3），通過引導(dǎo)碳通量進(jìn)入乙醛酸分流（GS）途徑，強(qiáng)化三羧酸循環(huán)回補(bǔ)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)低C/N廢水高效脫氮并減少溫室氣體排放，其中總氮去除率提升196.2%、氧化亞氮排放減少51.3%。該效應(yīng)源于異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶被抑制，導(dǎo)致異檸檬酸積累從而激活乙醛酸分流關(guān)鍵酶異檸檬酸裂解酶，優(yōu)先啟動(dòng)GS驅(qū)動(dòng)的回補(bǔ)代謝。這種碳代謝重編程策略可降低脫氮有機(jī)碳需求，提升碳源利用效率。論文第一作者為博士研究生彭浩進(jìn)，通訊作者為陳銀廣教授。
圖3. 提出的代謝重編策略簡(jiǎn)圖及其效果
上述論文得到了國家自然科學(xué)基金（52470053、52470056和52100059）等的資助。
文章鏈接1：https://www.nature.com/articles/s44221-025-00523-7
文章鏈接2：https://www.nature.com/articles/s44221-025-00501-z
