Using a Toxicogenomic Approach to Understand How Silver Poisons the Bacterial Cell
Notice bibliographique
Résumé
Introduction The emergence of the post‐antibiotic era has left us desperate for alternative strategies to combat infectious disease. Historically, silver has been used to prevent and control microbial infections. Silver is now seeing widespread use in a variety of medical devices including bandages, catheters, and endotracheal tubes; as well as numerous household items. Yet, we still don't mechanistically understand how silver poisons the microbial cell. Objectives Recently, our research group demonstrated that the higher oxidation states of silver have an enhanced capacity to eradicate laboratory and antibiotic‐resistant strains of bacteria – both planktonic bacteria as well as biofilms. Our current research objective is to understand the mechanistic details of how silver exerts its toxicity on the bacterial cell. Methodology To address the mechanisms of how silver kills bacterial cells, we used a high‐throughput, toxicogenomic approach ‐ screening a knockout collection of E.coli K12 (the Keio collection) for Ag‐sensitive/resistant mutants. Following our toxicogenomic screen, markerless deletion mutants were generated from statistically significant hits using the Red Recombinase system. The markerless genetic mutants were then subjected to phenotypic and biochemical assays to verify their resistance or sensitivity profile to silver treatment. Results Although silver is thought to exert its toxicity by disrupting thiol metabolism and cellular redox‐status, our results demonstrate that silver poisons E.coli through a variety of previously unestablished mechanisms. These include interfering with genes involved in maintaining cell wall integrity, toxin/antitoxin systems, nutrient catabolism, and quorum sensing. Conclusion Here we demonstrate how a toxicogenomic approach was used to determine the mechanistic manner by which silver poisons the bacterial cell. To that end, the robust nature of this methodology can be used to screen other metals, toxins, and antimicrobials to determine their mechanisms of action. Mechanisms that are desperately needed to develop novel antimicrobial strategies. Support or Funding Information This work has been supported by the Natural Science and Engineering Council of Canada. J.L. is supported by a Banting Postdoctoral Fellowship and an Alberta Innovates Health Solutions Postdoctoral Fellowship Award.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
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 ».