다양한 척추동물 숙주의 위장관에서 분리한 Lactobacillus johnsonii 균주의 비교 유전체 분석을 통해 숙주 특이성의 유전적 기초를 탐구했습니다. 우리는 전사체 분석을 이용하여 설치류 특정 유전자의 발현 프로파일을 생쥐에서 분리한 MR1 균주에서 in vitro 및 in vivo 성장 조건 하에 조사했습니다. 균주들 간에 게놈 서열과 내용에서 상당한 이질성이 있었으며 설치류 혹은 조류 출처와 연관된 개별 계통으로 계통학적 군집화가 이루어졌습니다. 돼지에서 분리한 균주가 자체적인 유전적 계통을 형성하는지 확인할 충분한 게놈은 없었습니다. 그러나 사람에서 분리한 균주는 뚜렷한 계통을 형성하지 않았습니다. 기능적 풍부도 분석에서 조류 분리체와 비교하여 설치류 분리체, 특히 MR1 생쥐 분리체에서 표면 단백질 및 부속 분비 경로 관련 유전자 및 타이로신 탈카복실화 효소 유전자의 유의한 풍부도가 밝혀졌습니다. 총 40개의 설치류 관련 유전자가 확인되었으며 모두 L. johnsonii MR1에서 전사적으로 활성이 있었습니다. L. johnsonii MR1의 글로벌 전사체 분석은 37˚C에서 무산소 조건 하에 후기 대수 성장 단계 및 정지 단계, 단일체성의 무균 생쥐 맹장에서의 in vivo 성장 조건 하에서 수행되었습니다. 이들 중 여러 유전자는 후기 대수 vs 정지 단계 성장 및 생쥐에서의 in vivo 집락화 시 독특하게 조절되어, 영양소 적응 및 숙주-미생물 상호작용에서의 잠재적 역할을 강조합니다. 중 요_Ractobacillus johnsonii는 숙주 면역 조절 및 병원체 억제 등 건강상 이점을 가진 잘 알려진 프로바이오틱 종입니다. 의료 산업에서 점차 중요성이 높아지고 있어, 특히 다양한 숙주 환경에 어떻게 적응하는지 그 생물학적 이해가 필요합니다. 박테리아에서 서식지 적응은 종종 게놈 크기 변화와 함께 코딩 서열의 상실 또는 획득을 동반합니다. 본 연구에서는 설치류, 조류, 돼지, 사람 등 다양한 척추동물의 위장관에서 유래한 L. johnsonii 균주의 유전자 다양성을 탐구했습니다. 우리는 게놈 내용과 출처 숙주 종 간의 연관성을 발견했고, 이들 유전자가 다양한 조건에서 차등적으로 전사됨을 개념적으로 입증할 수 있었습니다. 여러 기능은 특정 숙주 그룹과 관련이 있으며, 이는 L. johnsonii 균주가 시간에 따라 숙주에 적응해 왔음을 시사합니다.
Key Points
- 게놈과 전사체 분석을 통해 Lactobacillus johnsonii가 다양한 척추동물 숙주에 어떻게 적응하는지를 연구했습니다.
- 설치류에서 분리한 유전자 40개가 확인되었고, 조류와 비교했을 때 설치류에서 특정 유전자들이 풍부하게 나타났습니다.
- L. johnsonii는 다양한 숙주 환경에 적응하며 게놈 크기 변화와 함께 기능 변화가 발생했습니다.