《Frontiers in Microbiology》：Description and evolution of a nimB gene-coding, composite mobilizable transposon, MTnBf8, of Bacteroides fragilis
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背景：在拟杆菌属(Bacteroides)菌株中，甲硝唑(metronidazole)耐药主要由所谓nim基因编码，nim基因通常位于质粒上，但染色体存在形式亦已知（如nimB）。nim基因通常由插入序列(IS)元件激活从而赋予耐药性。分子流行病学观察预测，这
背景：在拟杆菌属(Bacteroides)菌株中，甲硝唑(metronidazole)耐药主要由所谓nim基因编码，nim基因通常位于质粒上，但染色体存在形式亦已知（如nimB）。nim基因通常由插入序列(IS)元件激活从而赋予耐药性。分子流行病学观察预测，这种nim基因与IS元件的构型很可能形成于其最佳已知携带移动遗传元件之前。目的：确定nimB遗传元件并研究其演化。方法：研究人员利用脆弱拟杆菌(B. fragilis) BF8全基因组序列、反向PCR(inverse PCR)及生物信息学分析实现研究目标。结果：研究人员描述了一个新型可动员转座子MTnBf8，其含有一个整合部分TnNimB1，携带染色体nimB基因。在粪便宏基因组中拟杆菌相关物种里发现了与TnNimB1相似的盒式结构，但这些物种不携带IS1168。反向PCR中检测到MTnBf8与TnNimB1的切除中间体，从而证实其可移动性。在核苷酸与蛋白质序列比对中，证实了TnNimB类元件及至少三类拟杆菌属整合元件的存在，并绘制了不同nimB携带元件的出现方案。结论：所述数据可解释MTnBf8/TnNimB1及IS-nimB构型的上述出现及其预期传播。
研究背景方面，拟杆菌属(Bacteroides)是人类胃肠道微生物群的重要厌氧细菌，也是具高抗生素耐药性的内源性机会致病菌。抗厌氧的5-硝基咪唑类如甲硝唑(metronidazole)耐药多数由nim基因引起，nim有nimA–L共13个代表，可位于质粒（nimA、nimC–E）或染色体（nimB、nimJ）。耐药状态下，nim基因常被插入序列(IS)上调，且nim基因与其激活IS元件的距离几乎恒定（如nimA–IS1168为19 nt），提示这些构型可能在进入携带复制子前就已形成，但缺乏其起源信息。nimB与IS1168的染色体定位虽早被描述，但其具体遗传元件未被鉴定。部分多重耐药脆弱拟杆菌簇除nimB–IS1168外还带染色体碳青霉烯耐药基因cfiA与IS4351。拟杆菌属还拥有接合/可动员转座子(CTn/MTn)、普通转座子与IS等整合型移动遗传元件(MGE)，其中短MTn如NBU1、NBU2、MTn4555具代表性。研究人员因此旨在界定nimB基因所在遗传元件，并借酪氨酸位点特异性重组酶(TSSR)系统发育阐明nimB–IS1168对的出现与演化。
本研究发表于《Frontiers in Microbiology》。作者为开展研究用到的主要关键技术方法如下：以携带nimB的脆弱拟杆菌BF8与KSB-R为样本来源；用Artemis、IslandViewer 4、Lasergene、SnapGene进行序列可视化与基因组岛检测，BLAST检索染色体邻域；用ClustalW与MAUVE比对确定元件两端；用向外引物的反向PCR检测MTnBf8与TnNimB1切除环状形式；用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)估算MTnBf8切除率；以Int2蛋白BLAST与ClustalW建树做TSSR系统发育分析；以MegaBLAST将TnNimB1比对至GenBank分离株与宏基因组细菌记录。
研究结果部分保留小标题说明。描述MTnBf8：研究人员在BF8染色体单拷贝nimB位点旁发现XerCD样ORF与Ser-tRNA基因，ClustalW比对见两段强同源直接重复；元件间ORF含int1、int2与mob等功能及nimB–IS1168对，IslandViewer 4亦检出该区。向外引物反向PCR在四环素、甲硝唑、莫西沙星、丝裂霉素C诱导及非诱导下均获产物，测序证末端接合，命名MTnBf8；RT-qPCR估约6%细胞含切除形式。该元件约16.3 kb，具int1与int2双酪氨酸整合酶，int2属嵌埋模块TnNimB1，与已知MTn相似（int1、orf9近NBU的int与mob）又不具exc且带双mob。
出现于MTnBf8及其他DNA片段上携带nimB的特异区域：为探int2是否仅切出TnNimB1，研究人员用TnNimB1两端向外引物获组成型弱产物，证TnNimB1切除；用nimB内引物无产物，证nimB自身不单独切除。测序证IR1与IR2定义TnNimB1末端且插入伴偶联序列。将TnNimB1做MegaBLAST得三株拟杆菌门(Bacteroidota)动物粪便MAG/分离株（Mediterranea sp. An20、Alistipes sp. An54、Alistipes communis MAG168），同源段缺IS1168且3′端有变异，共有int2、rhuM、假设蛋白、nimB、sugE。数据库还见小nimB质粒pBspL04_3与一染色体短段含nimB–IS1168。Int2归INTN-1-C/BRE-C组；系统发育树示拟杆菌Int分三支：MTn4555支、CTnDOT/NBU支、int2支，故拟杆菌属至少三类整合型转座子。
讨论部分总结：本研究首次界定染色体nim的完整MTn元件；MTnBf8无exc而有双mob，TnNimB1可能是nimB基因池祖先储库，在Alistipes与Mediterranea有变异存在。nim源自磷酸吡哆胺氧化还原酶(PPOR)样蛋白，耐药需IS插入维持表达；与cfiA静默后被IS激活不同，nim多本就带特异IS且距离保守，支持IS插入先于整合入复制子。系统发育证INTN-1-C类TSSR分臂结合、核心结合、催化域，int2非整合子整合酶而参与TnNimB迁移。研究者提出演化方案：TnNimB类在Bacteroidota携nimB→MTnBf8获IS1168扩散→nimB–IS1168跳至他MGE。
研究结论部分原文翻译：此处研究人员描述了一个新型可动员转座子MTnBf8，并通过检测切除中间体与比对同源亚序列对其作了较细刻画。数据亦提示常见nim基因携带复制子的产生途径，且拟杆菌纲(Bacteroidetes)中可能存在至少三种不同INTN-1型MGE。
