АНТИЕВОЛЮЦІЙНА ТЕРАПІЯ: НОВИЙ ПІДХІД ДО ЛІКУВАННЯ ІНФЕКЦІЙНИХ ЗАХВОРЮВАНЬ

В. В. Мінухін; Т. Ю. Колотова; Н. І. Скляр

doi:10.11603/1681-2727.2023.4.14241

Автор(и)

В. В. Мінухін ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України» https://orcid.org/0000-0002-9682-9686
Т. Ю. Колотова ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України» https://orcid.org/0000-0001-7599-3105
Н. І. Скляр ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України» https://orcid.org/0000-0002-8534-1431

DOI:

https://doi.org/10.11603/1681-2727.2023.4.14241

Ключові слова:

стійкість до протимікробних препаратів, антибіотики, бактеріофаги, CRISPR адаптивна система захисту прокаріотів, адаптивний мутагенез, SOS відповідь, транслейзійні полімерази, Mfd фактор, антиеволюційні препарати

Анотація

Антибіотики здійснили революцію у медицині. Завдяки їхньому застосуванню було врятовано незліченну кількість людей. Проте внаслідок розвитку стійкості до протимікробних препаратів у медицині виникла серйозна криза. Стійкість до протимікробних препаратів швидко розвивається до всіх нових терапевтичних засобів. Це є наслідком генетичної мінливості мікроорганізмів, зокрема й мутагенезу. Згідно із синтетичною теорією еволюції, генетичні перебудови та мутації виникають випадково, вони не локалізовані ні в часі, ні у просторі геному і немає молекулярних механізмів мінливості. Якщо це припущення правильне, то протистояти розвитку стійкості до протимікробних засобів неможливо.

Однак останнім часом панівні погляди на природу мінливості зазнають докорінних змін. Відкриття кластеризованих регулярно розташованих коротких паліндромних повторів (CRISPR) системи адаптивного захисту прокаріотів від бактеріофагів показало принципову можливість спрямованих локалізованих генетичних перебудов селективним фактором.

Революцію у поглядах на природу мінливості зробило відкриття адаптивного чи стрес-індукованого мутагенезу. Було доведено, що в умовах стресу у мікроорганізмів включаються молекулярні механізми мінливості, дія яких може бути локалізована в ділянці генів, що активно транскрибуються. Численні експериментальні дані підтвердили, що антибіотики, спричиняючи стрес, індукують адаптивний мутагенез. Отже, препарати, що пригнічують регуляторні шляхи та молекулярні механізми мутагенезу, можуть перешкоджати розвитку антибіотикостійкості. Саме цей принцип є основою нового напряму у медицині антиеволюційної терапії.

Біографії авторів

В. В. Мінухін, ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України»

д. мед. наук, професор, директор ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України»

Т. Ю. Колотова, ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України»

старша наукова співробітниця лабораторії протимікробних засобів ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України»

Н. І. Скляр, ДУ «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України»

канд. мед. наук, старша наукова співробітниця, заступник директора з наукової роботи Державної Установи «Інститут мікробіології та імунології ім. І. І. Мечникова Національної академії медичних наук України»

Посилання

World Health Organization (2022). Antimicrobial resistance. Geneva, Switzerland: WHO. https://www.who.int/health-topics/antimicrobial-resistance

Hoffman, S. J., Caleo, G. M., Daulaire, N., (2015). Strategies for achieving global collective action on antimicrobial resistance. Bull World Health Organ, 93(12). 867–876. https://doi:10.2471/BLT.15.153171 DOI: https://doi.org/10.2471/BLT.15.153171

Jasovsk´y D, Littmann J, Zorzet A, Cars O (2016). Antimicrobial resistance-a threat to the world’s sustainable development. Ups. J. Med. Sci. 121, 159–164. https://doi:10.1080/03009734.2016.1195900 DOI: https://doi.org/10.1080/03009734.2016.1195900

O’Neill J, Davies S, Rex J, White LJ, Murray R. (2016). Tackling Drug-Resistant Infections Globally: Final Report and Recommendations. London: Wellcome Trust and UK Government.

Murray, C.J.L., Ikuta, K.S., Sharara, F., Swetschinski, L., Robles Aguilar, G., Gray, A., Han, C., Bisignano, C., Rao, P., Wool, E., et al. (2022). Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019. A systematic analysis. Lancet, 399. 629–655. https://doi:10.1016/S0140-6736(21)02724-0 DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)02724-0

Govindaraj Vaithinathan, A., Vanitha, A. (2018). WHO global priority pathogens list on antibiotic resistance: An urgent need for action to integrate One Health data. Perspect. Public Health. 138, 87–88. https://doi:10.1177/1757913917743881 DOI: https://doi.org/10.1177/1757913917743881

Pribis, J. P., Zhai, Y., Hastings, P. J., Rosenberg, S. M. (2022). Stress-Induced Mutagenesis, Gambler Cells, and Stealth Targeting Antibiotic-Induced Evolution. MBio. 13(3), e0107422. https://doi: 10.1128/mbio.01074-22. DOI: https://doi.org/10.1128/mbio.01074-22

Almeida Da Silva, P.E., Palomino, J.C. (2011). Molecular basis and mechanisms of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis: classical and new drugs. J Antimicrob Chemother. 66(7), 1417-1430. https://doi: 10.1093/jac/dkr173. DOI: https://doi.org/10.1093/jac/dkr173

Mehrad, B., Clark, N.M., Zhanel, G.G., Lynch, J.P., III, (2015). Antimicrobial resistance in hospital-acquired Gram-negative bacterial infections. Chest. 147, 1413–1421. https://doi.org/10.1378/chest.14-2171. DOI: https://doi.org/10.1378/chest.14-2171

Papon, N., Bougnoux, M.-E., d’Enfert. C. (2020). Tracing the Origin of Invasive Fungal Infections. Trends Microbiol, 28, 240–242. https://doi: 10.1016/j.tim.2020.01.007 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tim.2020.01.007

Shor, E., Perlin, D.S. (2015). Coping with Stress and the Emergence of Multidrug Resistance in Fungi. PLoS Pathog. 11, e1004668. https://doi:10.1371/journal.ppat.1004668. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1004668

Lewis, J.S., 2nd., Wiederhold, N.P., Wickes, B.L., Patterson, T.F., Jorgensen, J.H. (2013). Rapid emergence of echinocandin resistance in Candida glabrata resulting in clinical and microbiologic failure. Antimicrob. Agents Chemotherm, 57. 4559–4561. https://doi:10.1128/AAC.01144-13 DOI: https://doi.org/10.1128/AAC.01144-13

Davies, J. (1994). Inactivation of antibiotics and the dissemination of resistance genes. Science, 264, 375–382. https://doi:10.1126/science.8153624 DOI: https://doi.org/10.1126/science.8153624

Baker, S.J., Payne, D.J., Rappuoli, R., De Gregorio E. (2018). Technologies to address antimicrobial resistance. Proc Natl Acad Sci USA, 115, 12887–12895. https://doi:10.1073/pnas.1717160115 DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1717160115

Zhang, Q., Lambert, G., Liao, D., Kim, H., Robin, K., Tung, C.K., Pourmand, N., Austin, R.H. (2011). Acceleration of emergence of bacterial antibiotic resistance in connected microenvironments Science, 333, 1764-1767. DOI:10.1126/science.1208747 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1208747

Danis-Wlodarczyk, K.M., Wozniak, D.J., Abedon, S.T. (2021). Treating Bacterial Infections with Bacteriophage-Based Enzybiotics: In Vitro, In Vivo and Clinical Application. Antibiotics (Basel), 10(12), 1497. https://doi: 10.3390/antibiotics10121497. DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics10121497

Mani, I. (2023). Phage and phage cocktails formulations. Prog Mol Biol Transl Sci. 200. 159-169. https://doi: 10.1016/bs.pmbts.2023.04.007. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2023.04.007

Duc, H.M., Zhang, Y., Hoang, S.M., Masuda, Y., Honjoh, K.I., Miyamoto, T. (2023). Phage Cocktail and Various Antibacterial Agents in Combination to Prevent the Emergence of Phage Resistance. Antibiotics (Basel). 12(6). 1077. https://doi: 10.3390/antibiotics12061077. DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics12061077

Diallo. K., Dublanchet, A. (2022). Benefits of combined phage antibiotic therapy for the control of antibiotic‐resistant bacteria: a literature review. Antibiotics (Basel). 11(7). 839. https://doi:10.3390/antibiotics11070839 DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics11070839

Mayr, E. (1982). The growth of biological thought: diversity, evolution, and inheritance. Belknap Press, Cambridge, MA

Luria, S.E., Delbruck, M. (1943). Mutations of bacteria from virus sensitivity to virus resistance. Genetics. 28. 491–511. https://doi:10.1093/genetics/28.6.491 DOI: https://doi.org/10.1093/genetics/28.6.491

Lederberg, J., Lederberg, E.M. (1952). Replica plating and indirect selection of bacterial mutants. J. Bacteriol. 63. 399-406. https://doi:10.1128/jb.63.3.399-406.1952 DOI: https://doi.org/10.1128/jb.63.3.399-406.1952

Rando, O.J., Verstrepen, K.J. (2007). Timescales of Genetic and Epigenetic Inheritance. Cell. 128. 655–668. https://doi:10.1016/j.cell.2007.01.023 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2007.01.023

Karginov, F.V., Hannon, G.J. (2010). The CRISPR system: small RNA-guided defense in bacteria and archaea. Mol. Cell. 37. 7-19. https://doi:10.1016/j.molcel.2009.12.033 DOI: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2009.12.033

Hampton H.G., Watson, B.N.J., P.C. Fineran, (2020). Affiliations expand The arms race between bacteria and their phage foes. Nature. 577 (7790). 327-336. https://doi: 10.1038/s41586-019-1894-8. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-019-1894-8

Koonin, E.V., Wolf, Y.I. (2009). Is evolution Darwinian or/and Lamarckian? Biol. Direct. 4. 42-56. https://doi: 10.1186/1745-6150-4-42 DOI: https://doi.org/10.1186/1745-6150-4-42

Cairns, J., Overbaugh, J., Miller, S. (1988). The origin of mutants. Nature. 335. 142–145. https://doi:10.1038/335142a0 DOI: https://doi.org/10.1038/335142a0

Cairns, J., Foster, P. L. (1991). Adaptive reversion of a frameshift mutation in Escherichia coli. Genetics. 128. 695–701. https://doi:10.1093/genetics/128.4.695 DOI: https://doi.org/10.1093/genetics/128.4.695

Deaconescu, A.M (2021). Mfd - at the crossroads of bacterial DNA repair, transcriptional regulation and molecular evolvability. Transcription. 12(4). 156-170. https://doi: 10.1080/21541264.2021.1982628. DOI: https://doi.org/10.1080/21541264.2021.1982628

Maslowska, K.H., Makiela-Dzbenska, K., Fijalkowska, I.J. (2019). The SOS System: A Complex and Tightly Regulated Response to DNA Damage. Environ Mol Mutagen. 60(4). 368-384. https://doi:10.1002/em.22267. DOI: https://doi.org/10.1002/em.22267

Roca, A.I., Cox, M.M. (1997). RecA protein: structure, function, and role in recombinational DNA repair. Prog. Nucleic. Acid. Res. Mol. Biol. 56. 129–223. https://doi:10.1016/s0079-6603(08)61005-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0079-6603(08)61005-3

Godoy, V.G., Jarosz, D.F., Simon, S.M., Abyzov, A., Ilyin, V., Walker, G.C. (2007). UmuD and RecA directly modulate the mutagenic potential of the Y family DNA polymerase DinB. Mol. Cell. 28. 1058-1128. https://doi:10.1016/j.molcel.2007.10.025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2007.10.025

Goodman, M.F., McDonald, J.P., Jaszczur, M.M., Woodgate, R. (2016). Insights into the complex levels of regulation imposed on Escherichia coli DNA polymerase V. DNA Repair. 44. 42–50. https://doi.org/10.1016/j.dnarep. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2016.05.005

Erdem, A.L., Jaszczur, M., Bertram, J.G., Woodgate, R., Cox, M.M., Goodman, M.F. (2014). DNA polymerase V activity is autoregulated by a novel intrinsic DNA-dependent ATPase. Elife. 3. e02384. https://doi.org/10.7554/eLife. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.02384

Robinson, A., McDonald, J.P., Caldas, V.E.A., Patel, M., Wood, E.A., van Oijen, A.M. (2015). Regulation of Mutagenic DNA Polymerase V Activation in Space and Time. PLOS Genetics 11: e1005482. https://doi.org/10.1371/journal.pgen. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1005482

Torkelson, J., Harris, R.S., Lombardo, M.J., Nagendran, J., Thulin, C., Rosenberg, S. M. (1997). Genome-wide hypermutation in a subpopulation of stationary-phase cells underlies recombination-dependent adaptive mutation. EMBO J. 16. 3303–3311. https://doi: 10.1093/emboj/16.11.3303 DOI: https://doi.org/10.1093/emboj/16.11.3303

Sung, H.-M., Yasbin, R.E. (2002). Adaptive, or stationary-phase, mutagenesis,a component of bacterial differentiation in Bacillus subtilis. J. Bacteriol. 184. 5641–5653. https://doi:10.1128/JB.184.20.5641-5653.2002 DOI: https://doi.org/10.1128/JB.184.20.5641-5653.2002

Sung, H.M., Yeamans, G., Ross, C.A., Yasbin, R.E. (2003). Roles of YqjH and YqjW, homologs of the Escherichia coli UmuC/DinB or Y superfamily of DNA polymerases, in stationary-phase mutagenesis and UV-induced mutagenesis of Bacillus subtilis. J. Bacteriol. 185. 2153–2160. https://doi:10.1128/JB.185.7.2153-2160.2003 DOI: https://doi.org/10.1128/JB.185.7.2153-2160.2003

Eymann, C., Homuth, G., Scharf, C., Hecker, M. (2002). Bacillus subtilis functional genomics: global characterization of the stringent response by proteome and transcriptome analysis. J. Bacteriol. 184. 2500–2520. https://doi:10.1128/JB.184.9.2500-2520.2002 DOI: https://doi.org/10.1128/JB.184.9.2500-2520.2002

Pybus, C., Pedraza-Reyes, M., Ross, C.A., Martin, H., Ona, K., Yasbin, R.E., Robleto, E. (2010). Transcription Associated Mutation in Bacillus subtilis Cells under Stress. J. Bacteriol. 192. 3321-3328. https://doi:10.1128/JB.00354-10 DOI: https://doi.org/10.1128/JB.00354-10

Ross, C., Pybus, C., Pedraza-Reyes, M., Sung, H.M., Yasbin, R.E., Robleto, E. (2006). Novel role of mfd: effects on stationary-phase mutagenesis in Bacillus subtilis. J. Bacteriol. 188. 7512–7520. https://doi:10.1128/JB.00980-06 DOI: https://doi.org/10.1128/JB.00980-06

Le, T.T., Yang, Y., Tan, C., Suhanovsky, M.M., Fulbright, R.M., Wang, M.D. (2018). Mfd dynamically regulates transcription via a release and catch-up mechanism. Cell. 172. 344–357 e15. https://doi: 10.1016/j.cell.2018.06.002. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.11.017

Ermi, T, Vallin, C., García, A., Bravo, M., Cordero, I., Martin, H., Pedraza-Reyes, M., Robleto, E. (2021). Non-B DNA-forming Motifs promote Mfd-Dependent stationary-phase mutagenesis in bacillus subtilis. Microorganisms. 9(6). 1284. https://doi: 10.3390/microorganisms9061284. DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms9061284

Carvajal-Garcia, J., Samadpour, A.N., Hernandez Viera, A.J., Merrikh, H. (2023). Oxidative stress drives mutagenesis through transcription-coupled repair in bacteria. Proc Natl Acad Sci U S A. 120. e2300761120. https://doi: 10.1073/pnas.2300761120. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2300761120

Million-Weaver, S, Samadpour, A.N., Moreno-Habel, D.A., Nugent, P., Brittnacher, M.J., et al. (2015). An underlying mechanism for the increased mutagenesis of lagging-strand genes in Bacillus subtilis. Proc Natl Acad Sci U S A. 112. 1096–1105. https://doi: 10.1073/pnas.1416651112. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1416651112

Paul, S., Million-Weaver, S., Chattopadhyay, S., Sokurenko, E., Merrikh, H. (2013). Accelerated gene evolution through replication-transcription conflicts. Nature. 495. 512–515. https://doi: 10.1038/nature11989. DOI: https://doi.org/10.1038/nature11989

Gomez-Marroquin, M, Martin, H.A., Pepper, A., Girard, M.E., Kidman, A.A., Vallin, C., Yasbin. R.E., Pedraza-Reyes, M., Robleto, E.A. (2016). Stationary-Phase mutagenesis in stressed bacillus subtilis cells operates by Mfd-Dependent mutagenic pathways. Genes (Basel). 7(7). 33. https://doi: 10.3390/genes7070033. DOI: https://doi.org/10.3390/genes7070033

Steele, D.F., Jinks-Robertson, S. (1992). An examination of adaptive reversion in Saccharomyces cerevisiae. Genetics. 132. 9–21. https://doi: 10.1093/genetics/132.1.9. DOI: https://doi.org/10.1093/genetics/132.1.9

Hull, R.M., Cruz, C., Jack, C.V., Houseley, J. (2017). Environmental change drives accelerated adaptation through stimulated copy number variation. PLoS Biol. 15. e2001333. https://doi: 10.1371/journal.pbio.2001333. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001333

Todd, R.T., Selmecki, A. (2020). Expandable and reversible copy number amplification drives rapid adaptation to antifungal drugs. ELife. 9. e58349. https://doi:10.7554/eLife.58349 DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.58349

Liu, H., Zhang, J. (2019). Yeast spontaneous mutation rate and spectrum vary with environment. Curr Biol. 29(10). 1584–1591. https://doi: 10.1016/j.cub.2019.03.05 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.03.054

Сirz, R.T., Chin, J.K., Andes, D.R., Crecy-Lagard, V.D., Craig, W.A., Romesberg F. E. 2005. Inhibition of mutation and combating the evolution of antibiotic resistance. PLoS Biol. 3. e.176. https://doi: 10.1371/journal.pbio.0030176. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0030176

Zhai, Y, Minnick P.J, Pribis JP, Garcia-Villada L, Hastings PJ, Herman C, Rosenberg SM. (2023). рpGpp and RNA-polymerase backtracking guide antibiotic-induced mutable gambler cells. Mol Cell. 83(8).1298-1310.e4. https://doi: 10.1016/j.molcel.2023.03.003 DOI: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.03.003

Weaver, J.W., Proshkin, S., Duan, W., Epshtein, V., Gowder, M., Bharati. B.K., Afanaseva. E., Mironov. A., Serganov. A., Nudler, E. (2023). Control of Transcription Elongation and DNA Repair by Alarmone ppGpp. Nature Struct Mol Biol. 30(5). 600–607. https://doi: 10.1038/s41594-023-00948-2. DOI: https://doi.org/10.1038/s41594-023-00948-2

Song, L.Y., Goff, M., Davidian, C., Mao, Z., London, M., Lam, K., Yung, M., Miller, J.H. (2016). Mutational consequences of ciprofloxacin in Escherichia coli. Antimicrob. Agents Chemother. 60. 6165–6172. https://doi: 10.1128/AAC.01415-16. DOI: https://doi.org/10.1128/AAC.01415-16

Pomerantz, R.T., Goodman, M.F., O’Donnell, M.E. (2013). DNA polymerases are error-prone at RecA-mediated recombination intermediates. Cell Cycle 12. 2558–2563. https://doi: 10.4161/cc.25691. DOI: https://doi.org/10.4161/cc.25691

Boshoff, H. I., Reed, M. B., Mizrahi, V. (2003). DnaE2 polymerase contributes to in vivo survival and the emergence of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis. Cell. 113. 183–193. https://doi: 10.1016/s0092-8674(03)00270-8. DOI: https://doi.org/10.1016/S0092-8674(03)00270-8

Gessner, S., Martin, Z.A., Reiche, M.A., Santos, J.A., Dinkele, R., Ramudzuli, A., Dhar, N., Warner, D.F. (2023). Investigating the composition and recruitment of the mycobacterial ImuA’-ImuB-DnaE2 mutasome. Elife. 12. e75628. https://doi: 10.7554/eLife.75628 DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.75628

Adefisayo, O.O., Dupuy, P., Nautiyal, A., Bean, J.M., Glickman Michael, S. (2021). Division of labor between SOS and PafBC in mycobacterial DNA repair and mutagenesis. Nucleic Acids Research. 49(22). 12805–12819 https://doi: 10.1093/nar/gkab1169. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkab1169

Dupuy, P., Ghosh, S., Adefisayo, O., Buglino, J., Shuman, S., Glickman, M.S.. (2022). Distinctive roles of translesion polymerases DINB1 and dnae2 in diversification of the mycobacterial genome through substitution and frameshift mutagenesis. Nature Communications. 13. 4493. https://doi.org/10.1038/s41467-022-32022-8. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-32022-8

Ragheb, M.N., Thomason, M.K., Hsu, C., Nugent, P., Gage, J., Samadpour, A.N., Kariisa, A., Merrikh, C.N., Miller, S.I., Sherman, D.R., Merrikh, H. (2019). Inhibiting the evolution of antibiotic resistance. Molecular Cell. 73. 157–165. https://doi: 10.1016/j.molcel.2018.10.015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2018.10.015

Alam, M.K., Alhhazmi, A., DeCoteau, J.F., Luo, Y., Geyer, C.R. (2016). RecA inhibitors potentiate antibiotic activity and block evolution of antibiotic resistance. Cell Chem. Biol. 23. 381–391. https://doi: 10.1016/j.chembiol.2016.02.010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2016.02.010

Erill, I., Campoy, S., Barbé, J. (2007). Aeons of distress: an evolutionary perspective on the bacterial SOS response. FEMS Microbiol Rev. 31. 637–656. https://doi: 10.1111/j.1574-6976.2007.00082. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1574-6976.2007.00082.x

Mo, C.Y., Manning, S.A., Roggiani, M., Culyba, M.J., Samuels, A.N., Sniegowski, P.D., Goulian, M., Kohli, R.M. (2016). Systematically Altering Bacterial SOS Activity under Stress Reveals Therapeutic Strategies for Potentiating Antibiotics. Msphere. (4). e00163-16. https://doi: 10.1128/mSphere.00163-16. DOI: https://doi.org/10.1128/mSphere.00163-16

Bellio, P., Brisdelli, F., Perilli, M., Sabatini, A., Bottoni, C., Segatore, B. (2014). Curcumin inhibits the SOS response induced by levofloxacin in Escherichia coli. Phytomedicine. 21(4). 430–434. https://doi:10.1016/j.phymed.2013.10.011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.phymed.2013.10.011

Wigle, T.J., Singleton, S.F. (2007). Directed molecular screening for RecA ATPase inhibitors. Bioorgan Med Chem Lett. 17(12). 3249–3253. https:// doi:10.1016/j.bmcl.2007.04.013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2007.04.013

Ojha. D., Patil, K.N. (2019). p-coumaric acid inhibits the Listeria monocytogenes RecA protein functions and SOS response: an antimicrobial target. Biochem Biophys Res Commun. 517(4). 655–661. doi:10.1016/j.bbrc.2019.07.093. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2019.07.093

Yang, Y., Fix, D. (2006). Genetic analysis of the anti-mutagenic effect of genistein in Escherichia coli. Mutat. Res. 600. 193–206. https://doi: 10.1016/j.mrfmmm.2006.05.024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mrfmmm.2006.05.024

Peng, Q., Zhou, S., Yao, F., Hou, B., Huang, Y., Hua, D. (2011). Baicalein suppresses the SOS response system of Staphylococcus Aureus induced by ciprofloxacin. Cell Physiol Biochem. 28(5). 1045–1050. https://doi:10.1159/000335791. DOI: https://doi.org/10.1159/000335791

Lee, A.M., Ross, C.T., Zeng, B.B., Singleton, S.F. (2005). A molecular target for suppression of the evolution of antibiotic resistance: inhibition of the Escherichia coli RecA protein by N6-(1-naphthyl)-ADP. J Med Chem. 48(17). 5408–5411. https://doi:10.1021/jm050113z. DOI: https://doi.org/10.1021/jm050113z

Sexton, J.Z., Wigle, T.J., He, Q., Hughes, M.A., Smith, G.R., Singleton, S.F. (2010). Novel inhibitors of E. coli RecA ATPase activity. Curr Chem Genomics. 4. 34–42. https://doi:10.2174/1875397301004010034. DOI: https://doi.org/10.2174/1875397301004010034

Bunnell, B.E., Escobar, J.F., Bair, K.L., Sutton, M.D., Crane, J.K. (2017). Zinc blocks SOS-induced antibiotic resistance via inhibition of RecA in Escherichia coli. Plos ONE. 12(5). https://doi:10.1371/journal.pone.0178303. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178303

Yakimov, A., Pobegalov, G., Bakhlanova, I., Khodorkovskii, M., Petukhov, M., Baitin, D. (2017). Blocking the RecA activity and SOS-response in bacteria with a short α-helical peptide. Nucl Acids Res. 45(16). 9788–9796. https://doi:10.1093/nar/gkx687. DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkx687

Merrikh, H., Kohli, R.M. (2020). Targeting evolution to inhibit antibiotic resistance. FEBS J. 287. 4341–4353. https://doi: 10.1111/febs.15370 DOI: https://doi.org/10.1111/febs.15370

Mo, C.Y., Culyba, M.J., Selwood, T., Kubiak, J.M., Hostetler, Z.M., Jurewicz, A. J., Kohli, R.M. (2018). Inhibitors of LexA autoproteolysis and the bacterial SOS response discovered by an academic–industry partnership. ACS Infect. Dis. 4. 349–359. https://doi: 10.1021/acsinfecdis.7b00122 DOI: https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.7b00122

Jaramillo, A.V.C., Cory, M.B., Li, A., Kohli, R.M., Wuest, W.M. (2022). Exploration of inhibitors of the bacterial LexA repressor-protease. Bioorg. Med. Chem. Lett. 65. 128702. https://doi: 10.1016/j.bmcl.2022.128702 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2022.128702

Lu, T.K., Collins, J.J. (2009). Engineered bacteriophage targeting gene networks as adjuvants for antibiotic therapy. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 4629–4634. https://doi: 10.1073/pnas.0800442106. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0800442106

Zhai. Y., Pribis, S.W. Dooling, J.P., Garcia-Villada, L., Minnick, P.J., Xia J., Liu, J., …, Rosenberg, S.M. (2023). Drugging evolution of antibiotic resistance at a regulatory network hub. Sci Adv. 9(25), eadg0188. https://doi: 10.1126/sciadv.adg0188. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.adg0188

Johnson, A. E., Bracey H., Viera, A.J.H., Carvajal-Garcia, J., Simsek, E.N., Kim, K., Merrikh, H. (2022). A small molecule that inhibits the evolution of antibiotic resistance. BioRxiv [Preprint] https://doi.org/10.1101/2022.09.26.509600 DOI: https://doi.org/10.1101/2022.09.26.509600

Lopes da Rosa, J., Bajaj, V., Spoonamore, J., Kaufman, P.D. (2013). A small molecule inhibitor of fungal histone acetyltransferase Rtt109. Bioorg Med Chem Lett.; 23(10), 2853–2859. https://doi.org/10.1016/j. Bmcl.2013.03.112 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bmcl.2013.03.112

Recacha, E., Machuca, J., de Alba, P.D., Ramos-Güelfo, M., Docobo-Pérez, F., Rodriguez-Beltrán, J. (2017). Quinolone resistance reversion by targeting the SOS response. MBio. 8(5). e00971–17. https://doi: 10.1128/mbio.00971-17. DOI: https://doi.org/10.1128/mBio.00971-17

Pinilla-Redondo, R., Shehreen, S., Marino, N.D., Fagerlund, R.D., Brown, C.M., Sørensen, S.J., Fineran, P.C., Bondy-Denomy, J. (2020). Discovery of multiple anti-CRISPRs highlights anti-defense gene clustering in mobile genetic elements. Nat. Commun. 11, 5652. https://doi: 10.1038/s41467-020-19415-3. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-19415-3