近日，我校獸醫(yī)學(xué)院、國家獸醫(yī)微生物耐藥性風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室、廣東省獸藥研制與安全評價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉雅紅教授團(tuán)隊(duì)在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)一區(qū)Top期刊Environment International (IF:11.8)在線發(fā)表了題為“TET-Yeasate: An engineered yeast whole-cell lysate-based approach for high performance tetracycline degradation”（https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108158）的研究長文。據(jù)悉，該研究是劉雅紅團(tuán)隊(duì)在2023年繼Chem. Eng. J.（IF:15.1）、Science Advances（IF:13.6）、Advances Science（IF:15.1）后發(fā)表的又一篇高水平研究性論文。
抗生素的大量使用加劇了生態(tài)環(huán)境中的獸藥殘留，而殘留的抗生素所形成的選擇壓力是導(dǎo)致細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生和傳播的背后推手，因此降低環(huán)境中抗生素的殘留成為遏制細(xì)菌耐藥性的一個(gè)有前途的策略。尤其是四環(huán)素類抗生素（TCs），因其成本低廉、抗菌譜廣而被廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)中。
此前，劉雅紅團(tuán)隊(duì)在2019年首次發(fā)現(xiàn)可介導(dǎo)高水平替加環(huán)素耐藥的四環(huán)素類抗生素降解酶Tet(X)（相關(guān)成果發(fā)表于Nature Microbiology，IF:28.3），Tet(X)的發(fā)現(xiàn)對全球耐藥性的研究產(chǎn)生重要影響。研究團(tuán)隊(duì)后續(xù)在Tet(X)的溯源、進(jìn)化以及應(yīng)用開展了一系列研究工作，并取得重要研究成果。在應(yīng)用上，研究團(tuán)隊(duì)通過畢赤酵母分泌表達(dá)并提取四環(huán)素降解酶Tet(X)，證明了Tet(X)在消除環(huán)境中殘留四環(huán)素的可行性（相關(guān)成果發(fā)表于Sci Total Environ，IF:9.8）。隨后為提高降解效率，研究團(tuán)隊(duì)基于銅基有機(jī)金屬框架（MOF）構(gòu)建了負(fù)載降解酶Tet(X)的復(fù)合催化體系TM，并深入研究了TM中降解酶Tet(X)通過催化TCs單加氧反應(yīng)滅活TCs的同時(shí)產(chǎn)生雙氧水進(jìn)一步激活MOF通過類芬頓反應(yīng)產(chǎn)生活性氧增加TCs的降解效率的協(xié)同機(jī)制（相關(guān)成果發(fā)表于Chem. Eng. J.，IF:15.1）。盡管如此，上述降解方案中NADPH的添加依然極大程度的限制了Tet(X)的應(yīng)用。經(jīng)過不斷的優(yōu)化升級，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)可通過酵母高豐度的內(nèi)源性NADPH和高密度增殖的特性解決生產(chǎn)成本問題，從而可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)最新研究結(jié)果表明，通過畢赤酵母胞內(nèi)表達(dá)Tet(X)建立的TET-Yeasate體系不僅具有更高的TCs降解率，還極大程度降低Tet(X)應(yīng)用的成本。TET-Yeasate體系由產(chǎn)Tet(X)酶的工程酵母的全細(xì)胞裂解產(chǎn)物組成，含有TCs降解成分（Tet(X)、NADPH、Mg2+）和保護(hù)性大分子。經(jīng)優(yōu)化后的TET-Yeasate能夠有效消除自來水、湖水、養(yǎng)殖污水和制藥廢水等多種臨床環(huán)境樣本中的TCs。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將TET-Yeasate開發(fā)成凍干制劑，有效提高了TET-Yeasate的存儲(chǔ)穩(wěn)定性和抗逆性。最后通過耐藥基因監(jiān)測、自然轉(zhuǎn)化及斑馬魚胚胎孵化等實(shí)驗(yàn)證實(shí)TET-Yeasate不具遺傳風(fēng)險(xiǎn)且通過其降解產(chǎn)生的產(chǎn)物無急性毒性。
華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院2020級博士研究生賀騫與2020級碩士研究生林卓宇為共同第一作者，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院孫堅(jiān)教授和任昊副教授為本論文的共同通訊作者。相關(guān)研究獲得了“創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：32121004）、“廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：2020B0301030007）、“中國國家自然科學(xué)基金會(huì)”（項(xiàng)目編號(hào)：32102720）、“廣東省珠江人才計(jì)劃本土創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：2019BT02N054）、“廣東嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：NT2021006）、“廣東省教育廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”（項(xiàng)目編號(hào)：2019KCXTD001）和“111項(xiàng)目”（項(xiàng)目編號(hào)：D20008）的資助。
文圖/獸醫(yī)學(xué)院
