テトラサイクリン耐性の分子生態学：リボソーム保護タンパク質をコードするテトラサイクリン耐性遺伝子の検出のためのプライマーの開発と検証

リボソーム保護タンパク質（RPP）をコードするテトラサイクリン抵抗性遺伝子の系統解析により、これらの遺伝子の単系統由来が明らかになりました。TETとOTRAによって例示される最も深く分岐するクラスは、抗生物質生産生物のStreptomyces rimosusとStreptomyces livividansの遺伝子で構成されていました。自信が高く、他の7つのクラス（Tet M、Tet S、Tet O、Tet W、Tet Q、Tet T、およびTetb P）の対応する遺伝子は、系統発生的に異なる別々のクラスターを形成しました。この系統解析に基づいて、さまざまな細菌および環境源からの対応する遺伝子断片の検出、検索、および配列分析のためのPCRプライマーのセットが開発され、特徴付けられました。OTRAとTETを除くRPPをコードするすべてのテトラサイクリン耐性遺伝子を標的とする一対の退化したプライマー、および他の7つのプライマーペアが特定のクラスを標的とするように設計されました。プライマーを使用して、これらの遺伝子の循環を検出し、牛のru状態、豚の飼料と糞、および豚の糞便連鎖球菌での循環を検出しました。クラスは両方の動物の腸内含有量で見つかった。一方、テットMは豚に限定され、テットQはルーメンに限定されていた。動物の宿主と抗生物質使用レジメンの違いにもかかわらず、胸膜の微生物叢と胃腸管を循環するTET（O）およびTET（W）遺伝子は同一でした。ブタ糞便連鎖球菌は、TET（O）遺伝子を均一に所有し、それらの22％もTET（M）を運びました。この集団は、ブタの胃腸管のこれら2つの耐性遺伝子の主要な貯水池の1つと見なすことができます。TET TおよびTETB Pを除くすべてのクラスのRPPは、豚飼料の市販のコンポーネントで見つかりました。これは、産生動物における遺伝子プールと抗生物質耐性遺伝子のフラックスの推定に対する分子生態学技術の適用性の最初の実証です。

Phylogenetic analysis of tetracycline resistance genes encoding the ribosomal protection proteins (RPPs) revealed the monophyletic origin of these genes. The most deeply branching class, exemplified by tet and otrA, consisted of genes from the antibiotic-producing organisms Streptomyces rimosus and Streptomyces lividans. With a high degree of confidence, the corresponding genes of the other seven classes (Tet M, Tet S, Tet O, Tet W, Tet Q, Tet T, and TetB P) formed phylogenetically distinct separate clusters. Based on this phylogenetic analysis, a set of PCR primers for detection, retrieval, and sequence analysis of the corresponding gene fragments from a variety of bacterial and environmental sources was developed and characterized. A pair of degenerate primers targeted all tetracycline resistance genes encoding RPPs except otrA and tet, and seven other primer pairs were designed to target the specific classes. The primers were used to detect the circulation of these genes in the rumina of cows, in swine feed and feces, and in swine fecal streptococci. Classes Tet O and Tet W were found in the intestinal contents of both animals, while Tet M was confined to pigs and Tet Q was confined to the rumen. The tet(O) and tet(W) genes circulating in the microbiota of the rumen and the gastrointestinal tract of pigs were identical despite the differences in animal hosts and antibiotic use regimens. Swine fecal streptococci uniformly possessed the tet(O) gene, and 22% of them also carried tet(M). This population could be considered one of the main reservoirs of these two resistance genes in the pig gastrointestinal tract. All classes of RPPs except Tet T and TetB P were found in the commercial components of swine feed. This is the first demonstration of the applicability of molecular ecology techniques to estimation of the gene pool and the flux of antibiotic resistance genes in production animals.