氧化还原应激因子在细菌水平基因转移过程中显著增强诱变作用，并留下独特的突变与代谢特征印记

氧化还原应激会诱导 DNA 突变，这些突变促成了影响人类健康的慢性疾病，并推动了抗生素耐药性的产生。然而，由氧化还原应激诱发的诱变效应仍然难以解析，因为氧化还原试剂种类繁多，且其产生的突变结果难以检测。单链 DNA（ssDNA）为研究氧化还原试剂的诱变效应提供了一种有用工具，因为它尤其容易受到损伤，并且无法通过大多数 DNA 修复通路得到修复。在本研究中，我们建立了一种研究氧化还原应激诱导诱变的方案，该方案基于从供体细胞转移至受体细胞的大肠杆菌接合性单链 DNA。利用具有环境相关性的氧化还原试剂——溴酸钾和过氧化氢——我们表明，F 附加体在接合过程中对弱诱变剂表现出显著敏感性，从而能够检测出这些试剂所诱导突变谱之间的显著差异。我们通过代谢组学分析为这些发现提供支持，该分析揭示了大肠杆菌对不同试剂的特异性响应。我们将这些结果与采用酵母 ssDNA 报告系统获得的结果进行比较，并得出结论：氧化还原诱导的诱变除其他因素外，还取决于所分析系统的代谢背景。这些发现具有重要意义，因为接合相关 ssDNA 对环境诱变剂的高度敏感性可能会促进抗生素耐药性的进化。

氧化还原应激会诱导 DNA 突变，从而促进影响人类健康的慢性疾病的发生，并推动抗生素耐药性的出现。然而，由氧化还原应激诱导的突变作用仍然难以解析，因为氧化还原试剂种类多样，且其产生的突变结果难以检测。单链 DNA（ssDNA）为研究氧化还原试剂的诱变效应提供了有用工具，因为它特别容易受到损伤，并且无法被大多数 DNA 修复途径修复。在本研究中，我们建立了一种基于大肠杆菌接合性 ssDNA 的研究方案，该 ssDNA 在供体细胞向受体细胞转移过程中被传递，用于探究氧化还原应激诱导的突变作用。利用具有环境相关性的氧化还原试剂——溴酸钾和过氧化氢——我们表明，F 附加体在接合过程中对弱诱变剂表现出显著敏感性，从而能够检测出这些试剂所诱导的突变谱存在显著差异。我们通过代谢组学分析支持上述发现，该分析揭示了大肠杆菌对不同试剂的特异性响应。我们将这些结果与使用酵母 ssDNA 报告系统获得的结果进行了比较，并得出结论：氧化还原诱导的突变作用除其他因素外，还取决于所分析系统的代谢背景。这些发现具有重要意义，因为接合相关 ssDNA 对环境诱变剂的高度敏感性可能促进抗生素耐药性的进化。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.04.730102v1?rss=1

🏷️ 氧化还原应激 水平基因转移 诱变作用 突变谱 接合转移 抗生素耐药