The evolution of infectious transmission promotes the persistence of <i>mcr-1</i> plasmids
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Conjugative plasmids play a vital role in bacterial evolution and promote the spread of antibiotic resistance. They usually cause fitness costs that diminish the growth rates of the host bacteria. Compensatory mutations are known as an effective evolutionary solution to reduce the fitness cost and improve plasmid persistence. However, whether the plasmid transmission by conjugation is sufficient to improve plasmid persistence is debated since it is an inherently costly process. Here, we experimentally evolved an unstable and costly mcr-1 plasmid pHNSHP24 under laboratory conditions and assessed the effects of plasmid cost and transmission on the plasmid maintenance by the plasmid population dynamics model and a plasmid invasion experiment designed to measure the plasmid’s ability to invade a plasmid-free bacterial population. The persistence of pHNSHP24 improved after 36 days evolution due to the plasmid-borne mutation A51G in the 5′UTR of gene traJ . This mutation largely increased the infectious transmission of the evolved plasmid, presumably by impairing the inhibitory effect of FinP on the expression of traJ . We showed that increased conjugation rate of the evolved plasmid could compensate for the plasmid loss. Furthermore, we determined that the evolved high transmissibility had little effect on the mcr-1 -deficient ancestral plasmid, implying that high conjugation transfer is vital for maintaining the mcr-1 -bearing plasmid. Altogether, our findings emphasized that, besides compensatory evolution that reduces fitness costs, the evolution of infectious transmission can improve the persistence of antibiotic-resistant plasmids, indicating that inhibition of the conjugation process could be useful to combat the spread of antibiotic-resistant plasmids. IMPORTANCE Conjugative plasmids play a key role in the spread of antibiotic resistance, and they are well-adapted to the host bacteria. However, the evolutionary adaptation of plasmid-bacteria associations is not well understood. In this study, we experimentally evolved an unstable colistin resistance ( mcr-1 ) plasmid under laboratory conditions and found that increased conjugation rate was crucial for the persistence of this plasmid. Interestingly, the evolved conjugation was caused by a single-base mutation, which could rescue the unstable plasmid from extinction in bacterial populations. Our findings imply that inhibition of the conjugation process could be necessary for combating the persistence of antibiotic-resistance plasmids.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».