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DNA-SIP 및 메타유전체학을 통한 17β-에스트라디올 분해 과정 내 왕국 내 협력의 해독: 강화된 토양 미생물 군집에서의 대사 협력 및 생태적 위치 분할

2025-09-01 19:00
17β-에스트라디올 (17β-E2)은 지속적인 내분비계 교란 화합물로 생물축적을 통해 생태계 건강에 위협을 줍니다. 생물강화는 환경 복원에 유망한 방법으로 여겨지지만, 외래 및 토착 분해자 간의 상호작용 메커니즘에 대한 통찰은 많이 연구되지 않았습니다. 여기서, 합성 미생물 군집인 EL은 Rhodococcus erythropolis D310-1과 Microbacterium oxydans ML-6를 결합하여 구성되었으며, 비접종 대조군에 비해 17β-E2의 분해 반감기를 53.65% 감소시키고 유독성 중간체인 에스트론(E1)의 축적을 억제했습니다. 시간대별 16S rRNA 유전자 증폭 시퀀싱 프로파일링과 공존 네트워크 분석을 통해, 군집 EL이 토착 기능성 미생물 군집과 생태학적 시너지를 동적으로 강화하여 오염물질의 광물화를 가속화하는 것으로 나타났습니다. DNA 안정 동위체 탐침 (DNA-SIP)과 메타유전체학을 결합하여 Rhodanobacter, Mycobacterium, Rhodococcus, Sphingomonas, Microbacterium 속이 활발한 17β-E2 동화자로 확인되었습니다. 또한, 고성능 액체 크로마토그래피와 사중극자 유도 비행 시간 질량 분석기 (HPLCQTOFMS)를 이용하여 조립된 게놈에서 세 가지 보완적인 분해 경로를 예측하여 관련 기능성 효소를 밝히고 외래 접종체와 토착 분해자 간의 기능 분할을 다루었습니다. 또한 두 개의 새로운 유전자 클러스터가 17β-E2 생분해에 책임이 있는 것으로 평가되었습니다. 본 연구는 13C 표지 17β-E2의 운명을 추적하기 위해 DNA-SIP과 메타유전체학을 처음으로 결합하여 토양 내 왕국 내 박테리아 협력을 해결함으로써 17β-E2의 분해를 주도하는 과정을 탐구합니다. 콘소티움 간 대사 전달의 식별은 스테로이드성 에스트로겐(SE) 오염원을 목표로 하는 협동적 파트너십을 설계하는 청사진을 제공합니다.