고농도 피렌 적응 해양세균 진화 연구

멕시코 바하 칼리포르니아의 기름 오염 해안 퇴적물에서 분리된 Rhodococcus ruber MSA14는 피렌 분해 능력을 보여 폴리사이클릭 방향족 탄화수소(PAH) 생물정화에 활용될 잠재력이 있습니다. 본 연구는 MSA14 균주를 대상으로 적응 실험실 진화(ALE)를 수행하여 고농도 피렌에 적응된 R. ruber AD0911 균주를 분리했습니다. 피렌을 유일한 탄소원 및 에너지원으로 사용하여 점진적으로 농도를 높이는 방식으로 ALE를 진행했습니다. 그 결과, 모균주 대비 AD0911은 향상된 성장과 피렌 내성, 변형된 군집 형태, 증대된 생물막 바이오매스, 변화된 생체계면활성제 생산 패턴, 그리고 증가된 산화 스트레스 내성을 보였습니다. 전체 게놈 시퀀싱과 breseq 기반 변이 분석을 통해 AD0911에서 MSA14 대비 75개의 돌연변이가 확인되었습니다. 이 돌연변이들은 막 관련 단백질, 전사 조절자, 세포 신호 전달 및 스트레스 반응 구성 요소에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. AD0911에서 확인된 이러한 적응 메커니즘은 고농도 탄화수소 스트레스 하에서 박테리아 내성 진화에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 이는 극심한 피렌 노출에 대한 적응이 PAH 이화 효소의 변화보다는 주로 생리적 최적화에 의해 주도되었음을 시사합니다.