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금속-유기 구조체가 메타유전체 분석을 통해 돼지 분뇨 혐기성 소화에서 저항성 유전자인 레지스토옴과 바이로옴의 동태에 미치는 영향 규명

2026-03-01 07:00
가축 분뇨는 항생제 내성 유전자(ANTIBIOTIC RESISTANCE GENES, ARGs)의 주요 집적지로 꼽힙니다. 그러나 혐기성 소화(ANAEROBIC DIGESTION, AD)가 ARGs 감소에 미치는 효능과 그 작동 메커니즘, 그리고 바이러스 군집의 생태적 역할과 위험성에 대해서는 아직 충분히 규명되지 않았습니다. 본 연구는 AD가 전체 ARG의 풍부도와 다양성을 유의미하게 감소시키며, 금속-유기 구조체(METAL-ORGANIC FRAMEWORKS, MOFs)를 첨가할 경우, 고위험 및 임상적으로 중요한 ARGs의 저감 효과가 더욱 향상된다는 점을 입증했습니다. ARG의 풍부도 감소는 주로 핵심 ARG에 의해 주도되었으며, 다양성 감소는 희귀 ARG의 고갈이 주요 원인으로 밝혀졌습니다. ARGs는 매우 넓은 숙주 범위를 보였고, 그 중에는 퍼져 있는 병원성 숙주 종들이 다수 관찰되었습니다. 바이러스 군집 역시 높은 다양성과 신기원을 보였으며, 특히 Drexlerviridae 계통이 우세한 것으로 나타났습니다. 바이러스는 강한 숙주 특이성을 지녔으며, Actinobacteria(47.4%)와 Atribacterota(12.7%)가 주요 숙주로 확인되었습니다. 바이러스 contig 중 단 8개만이 ANT(6)-Ia와 lsa(B)를 보유하여, 바이러스를 통한 ARG 수평 이전의 기여도는 제한적인 것으로 평가되었습니다. 바이러스는 다양한 보조 대사 유전자(AUXILIARY METABOLIC GENES, AMGs)를 숙주에게 도입함으로써, 숙주의 대사 능력을 강화하는 것으로 나타났습니다. AD 공정은 주로 바이러스 다양성, 생활사 및 AMG 보유에 영향을 미쳤습니다. 메커니즘적으로 AD는 ARGs와 플라스미드의 동시 발생 빈도를 감소시키고, ARG를 보유한 숙주의 풍부도 또한 줄임으로써, ARG의 저감을 실현하는 것으로 분석되었습니다. 이 연구 결과는 ARG 확산 통제에 최적화된 AD 공정 개발을 위한 새로운 인사이트를 제공합니다.