resource detail

돼지 농업 배출이 수용 환경에서 항생제 내성 유전자의 결정론적 조립을 주도함: 새로운 생태학적 관점

2025-10-19 19:02 | 추천 : 0 | 댓글 : 0
가축 사육은 항생제 내성 유전자(ARGs)의 중요한 저장소로 작용합니다. 축산물의 비료화 이후, ARGs는 농경지 토양으로 유입되며 논 물(PW)을 통해 하천 생태계로 이동해 환경 및 공공 보건 위험을 초래할 수 있습니다. ARG 프로필의 조립에 대한 생태계 과정을 이해하는 것은 ARG의 동태를 예측하고 효과적인 경감 전략을 도출하는 데 중요하지만, 외래 입력이 수용 환경에서 ARG 조립에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 연구 격차가 존재합니다. 이 연구는 메타게놈 시퀀싱을 통한 원천 지문 분석과 커뮤니티 생태계 과정의 분석 프레임워크를 통합하여 이 ARG 조립에 대한 축산 배출의 구체적인 영향을 규명하였습니다. 연구는 중국의 양쯔강 하류 지역의 집중 돼지 사육 지역을 대상으로 하여 오염원으로 거름에 영향을 받은 PW와 수용 하천 물(RW) 및 침전물(RS) 행렬을 체계적으로 수집하였습니다. 생태계 내에서는 24개의 유형에 속하는 946개의 ARG가 발견되었습니다. RW에서의 AUGs의 풍부함에도 불구하고, RS 내의 구성은 PW와 매우 유사하였고 고위험 유전자(예: acrE 및 acrF)로 강화되어 RS의 위험 점수가 RW보다 높았습니다(p < 0.01). 네트워크 토폴로지 분석은 ARG 모듈 내 높은 모듈화 및 내부 유형 클러스터링과 같은 외래 주도 ARG 전파 특성을 드러냈습니다. 분산 분할 분석(VPA)은 ARG가 RW에서 수평적 전이에 대한 잠재력이 크며, 호스트 커뮤니티가 RS에서의 ARG 분포에 지배적인 영향을 미친다는 것을 함께 밝혀냈습니다. 중립 모델은 RW과 RS 각각 R² = 0.197 및 0.175의 적합도를 보여주었습니다. 한편, 무효 모델 기반 확률 비율은 30.3%에서 42.7% 사이였으며, 이는 결정론적 과정, 특히 이질 선택이 하천 생태계에서의 ARG 조립을 지배하고 있으며 침전물에서의 효과가 더 두드러지다는 것을 공동적으로 나타내었습니다. PW 특유 ARG의 제거는 중립 과정의 기여도를 크게 증가시켰으며, 이는 축산 배출이 결정론으로 조립을 이동시킨 핵심 동인임을 확인시켰습니다. Fast Expectation-Maximization Microbial Source Tracking (FEAST)은 RW 및 RS 내 ARG의 돼지 사육 기여도를 각각 12.35% 및 31.09%로 산정하였습니다. 본 연구는 수용 환경 내 ARG 조립을 지배하는 외래 입력의 결정론적 역할에 대한 새로운 통찰을 제공하였으며, ARG 확산을 통제하기 위한 목표 전략 개발에 대한 이론적 뒷받침을 제공하였습니다.
Key Points
  • 중국 양쯔강 하구의 집중적인 돼지 사육 지역을 대상으로, 거름으로 영향을 받은 논 물(PW)이 하천 생태계로 어떻게 ARGs를 전파하는지를 조사했습니다.
  • 네트워크 및 분산 분할 분석은 외부 원인이 ARG 모듈 내에서 높은 모듈화와 유형 내 클러스터링을 통해 조립 과정에 미치는 영향을 보여주었습니다.
  • 연구는 돼지 사육이 수용 환경 내에서 ARG 조립을 이동시키는 결정론적 역할을 하며, 이는 중립적 과정에 대한 기여도를 변화시킨다는 것을 확인했습니다.