本网讯（通讯员 马小元 何坤）近日，我校动物医学院动物分子药理毒理学实验室苑丽教授团队在国际学术期刊《Nature Communications》发表题为“The mcr-1-bearing IncI2 plasmid promotes persistence of MDR IncFII plasmids through PcnR-mediated cross-plasmid copy-number regulation”的研究论文。研究聚焦携带黏菌素耐药基因mcr-1的IncI2质粒与多重耐药IncFII质粒共存现象，揭示了耐药基因mcr-1正调控PcnR介导的跨质粒调控共存多重耐药质粒拷贝的分子机制，为理解多重耐药质粒在无抗生素选择压力下的稳定维持提供了新的机制解释。
质粒是细菌耐药基因传播的重要载体，不同耐药质粒在同一细菌中的长期共存可进一步扩大宿主耐药谱。研究发现，携带mcr-1的IncI2质粒与多重耐药IncFII质粒在大肠杆菌中呈显著的共检出富集，IncI2质粒可通过跨质粒复制调控促进共存IncFII质粒的稳定维持。
为解析这一跨质粒调控机制，研究团队聚焦于IncI2质粒编码的ProQ/FinO家族RNA结合蛋白PcnR。通过诱导PcnR表达并检测质粒拷贝数发现，PcnR表达升高可显著降低共存IncFII质粒的拷贝，表明PcnR参与IncFII质粒复制调控。序列保守性分析显示，pcnR样基因广泛存在于IncI2质粒中；同时，研究团队在IncFII质粒复制起始基因repA上游鉴定出保守的反义RNA样元件repA tap，为PcnR介导跨质粒RNA调控提供了潜在作用靶点。
通过构建完整、截短及缺失repA tap的lacZ翻译报告系统进行β-半乳糖苷酶活性检测，结果表明完整的repA tap是PcnR介导repA_IncFII表达抑制所必需的。RNA结构预测及互作分析进一步显示，反义 RNA repA tap具有稳定的茎环结构，并具有与repA_IncFII mRNA互补配对的潜力。
图1 保守反义 RNA 样元件 repA tap 的鉴定与功能
RNA-EMSA试验证实PcnR可直接结合repA tap RNA，而表面等离子共振（SPR）检测发现 PcnR 能够促进反义 RNA repA tap 结合IncFII质粒的 repA_ mRNA，抑制复制起始蛋白RepA的合成，进而降低IncFII质粒的拷贝。
图2 PcnR促进反义RNA repA tap结合repA_IncFII mRNA
RT-qPCR及不同基因表达背景下的质粒拷贝数检测结果显示，删除mcr-1后pcnR表达显著降低；在缺少pcnR的情况下，单独表达mcr-1不能显著改变IncFII质粒拷贝数，而在pcnR存在时，mcr-1与IncFII质粒拷贝数降低相关。上述结果表明，mcr-1通过正调控pcnR表达增强PcnR介导的跨质粒复制调控。
图3 mcr-1增强跨质粒调控过程
综上，该研究构建了“PcnR—repA tap—repA_IncFII”跨质粒RNA调控模型：IncI2质粒编码的PcnR直接识别IncFII质粒上的反义RNA样元件repA tap，促进其与repA_IncFII mRNA相互作用，抑制RepA合成并降低IncFII质粒拷贝；mcr-1的存在与较高的pcnR表达相关，进一步增强这一调控过程。该研究揭示了质粒编码RNA结合蛋白与反义RNA样元件协同介导跨质粒复制调控的机制，拓展了对多质粒系统相互作用和稳定共存机制的认识，并为理解高风险耐药质粒组合的持续存在及探索耐药传播阻控策略提供了理论依据。
图4 PcnR 介导的跨质粒复制调控机制图
我校动物医学院2023级博士研究生何坤为论文第一作者，郑州大学青年教师白怡霖为共同第一作者，我校青年教师马小元和苑丽教授为本论文的共同通讯作者，团队成员潘玉善老师和贺丹丹老师参与了该研究。该研究由国家自然科学基金项目（32373074）、河南省科技研发联合基金重点项目（252301420010）及河南省青年人才支持计划（2026HYTP066）等项目资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-79079-3
编辑/黄璞 李培亚 审核/杜家方 签发/陈玺
