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基因水平转移（Horizontal gene transfer,HGT）是细菌获得耐药基因，特别是多重耐药基因的最重要的方式，随着越来越多的微生物基因组被测序，基因组序列分析表明基因水平转移在基因组进化和环境适应过程中起着非常重要的作用。基因岛(Genomic Islands，GEIs)是参与基因水平转移的重要移动元件。基因岛具有多种生物学功能，如抗生素抗性、致病性、异源物质降解、重金属抗性。可以从染色体中环出并重新整合回染色体或到质粒上的基因岛被定义为可移动基因岛，这类基因岛是非常活跃的移动元件。本研究中涉及的基因岛GIsul2是携带多重耐药基因和砷抗性基因的移动元件，首先在阴沟肠杆菌中发现。GIsul2基因岛的确定是根据序列特征，并没有其转移的报道。此外GIsul2尾端带有一个ISCR2移动元件，有报道表明ISCR与耐药传播相关，且其被称为是21世纪新的耐药基因捕获系统，然而对这样一个元件的转移机制仍不清楚。 在本研究中，利用生物信息学手段分析了ISCR2移动元件结构特点及其内部基因的多样性，发现ISCR2元件与GIsul2基因岛总是相关联的，组成了一个长约15kb的结构，且这两种元件的两端具有十分类似的正向重复序列(Direct repeats，DRs)。利用温敏质粒pKD46构建转移体系分析相关移动元件的转移能力，结果表明ISCR2元件无法依靠自身实现转移;而GIsul2基因岛（包括ISCR2元件）不仅可以自身转移，还可以促使ISCR2元件和其所在质粒转移，且三种移动元件的转移都可形成马赛克连接处。进一步研究发现，ISCR2元件及GIsul2基因岛可在转移过程中形成环状中间产物，这揭示了这些移动元件的转移机制。此外，当分别敲除GIsul2基因岛的各个功能单元后，发现基因岛上的P4-like整合酶是介导三种移动元件转移所必需的，其他各部分未见明显影响。将P4-like整合酶基因克隆到温敏质粒pKD46上发现P4-like整合酶具有独立介导质粒转移的功能。利用His-tag纯化该蛋白后，将其在体外进行酶促反应，发现该P4-like整合酶具有剪切质粒DNA单链的功能。 通过构建16Sr DNA系统发育树，分析发现此P4-like整合酶广泛分布于革兰氏阴性菌，在常见病原菌如鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌更是普遍存在。且生物信息分析表明其可与耐药基因、毒力基因、代谢基因或分泌系统以及甲基化修饰系统构成类似基因岛的结构，鉴于该P4-like整合酶具有的介导移动元件转移的功能，推测其在水平转移中起着非常重要的作用。