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돼지 유래 유산균의 시험관 내 프로바이오틱 특성 및 전장유전체 분석

2026-07-20 07:01
유산균(LAB)은 프로바이오틱스로서의 적용 가능성이 높지만, 이들이 보유한 항생제 내성 유전자(ARGs)와 독성인자 유전자(VFGs)는 공중보건에 상당한 위험을 초래할 수 있습니다. 본 연구에서는 대규모 양돈 농장에서 채취한 분변 샘플로부터 8개의 유산균 균주를 분리하고, 이들의 프로바이오틱 잠재력과 안전성을 시험관 내 기능 분석 및 전장유전체 분석을 통해 체계적으로 평가하였습니다. 그 결과, Pediococcus pentosaceus R124는 장 상피세포에 대한 높은 부착 능력(54.11%)과 강한 집락공생(coaggregation) 능력(34.9%)을 보였습니다. Lactiplantibacillus plantarum Z108은 비교적 우수한 산 저항성(pH 2.0에서 24.18% 생존율)을 나타냈으며, Enterococcus faecium F130은 고농도의 담즙염에 대해 가장 높은 내성(6.28%)을 보였습니다. 모든 균주는 비용혈성 γ-용혈성(hemolysis) 표현형을 나타냈으나, 항생제 감수성 시험 결과 다제내성 표현형이 널리 관찰되었습니다. 흥미롭게도, P. pentosaceus R124와 L. plantarum Z108은 일부 항생제에 내성을 보였지만, 유전체 분석 결과 이들은 획득된 ARGs나 VFGs를 보유하지 않아 관찰된 내성이 내재적 기전에 기인하는 것으로 시사됩니다. 반면, E. faecium F130은 4개의 VFGs와 13개의 ARGs를 보유하고 있었으며, 이 중 8개는 플라스미드에 존재하였습니다. 특히, 필터 접합 실험을 통해 E. faecium F130에서 유래한 항생제 내성 플라스미드인 PlasmidE와 여기에 연관된 내성 유전자 ANT(4')-Ib가 수여 균주로 수평적으로 전달되어 항생제 내성을 부여할 수 있음을 확인하였습니다. 본 연구는 분리된 모든 균주가 일정 수준의 프로바이오틱 잠재력을 보유하고 있으나, 안전성은 종 및 균주 특성에 따라 달라짐을 시사합니다. P. pentosaceus R124와 L. plantarum Z108은 기능적·유전적으로 안전성이 확인된 유망한 프로바이오틱 후보이며, E. faecium F130의 내성 전파 위험성은 프로바이오틱 선별 시 전장유전체 기반의 안전성 평가가 필수적임을 강조합니다.