돼지 소장 내 박테리아가 활용하는 아미노산은 주로 사료 및 내인성 단백질에서 유래하며, 장내 박테리아가 자체 합성하거나 외부에서 획득하여 다양한 대사 경로에 사용됩니다. 특히, 장내 박테리아가 합성할 수 없는 아미노산은 필수 아미노산으로 간주되어 주변 장 내용물로부터 공급받아야 합니다. 대장에서는 주로 소장에서 완전히 소화되지 않은 단백질에서 아미노산이 공급되는 것으로 추정됩니다.
본 종설은 돼지 장내 박테리아의 아미노산 대사에 대한 최신 지식을 종합적으로 제시합니다. 아미노산 유래 세균 대사산물이 장내 미생물의 대사와 생리에 미치는 영향을 분석하고, 이들 화합물 중 일부가 장 상피세포에 미치는 유익하거나 해로운 영향을 정리합니다.
나아가, 아미노산 유래 세균 대사산물인 암모니아와 황화수소 배출이 환경에 미치는 부정적인 영향을 설명합니다. 이들 오염 물질의 배출을 줄이고 돼지의 장 건강을 유지하기 위한 장내 박테리아의 아미노산 대사 조절 분야의 미래 연구 방향을 제안합니다.
이 연구는 돼지 장 건강 증진과 환경 오염 물질 저감이라는 두 가지 중요한 목표 달성을 위한 통찰을 제공합니다.
집약적 양돈은 항생제 사용량이 많고 사람과 동물 간의 미생물 교환이 빈번하여, 인체 장내 생태계를 변화시키고 항생제 내성(AMR) 전파를 촉진할 수 있습니다. 본 연구는 직업적 노출이 인체 장내 미생물군 및 내성유전체에 미치는 영향을 정량화하고, 가축에서 사람으로의 유전자 흐름을 규명하고자 했습니다.
중국 쓰촨성의 103개 양돈 농장에서 431개의 샘플(농부 96명, 일반 주민 97명, 돼지 238마리)에 대한 메타게놈 분석을 수행하고, 833개의 대장균 분리주(농부 80개, 일반 주민 88개, 돼지 665개)를 배양했습니다.
분석 결과, 농부들은 일반 주민에 비해 장내 알파 다양성과 장 미생물 건강 지수(GMHI)가 낮았습니다. 농부의 장내 미생물은 섬유질 분해 및 단쇄지방산 생성 세균이 감소하고, 뮤신 유래 당 이용 관련 세균 및 경로가 증가했습니다. 내성유전체는 돼지 > 농부 > 일반 주민 순으로 노출 의존적인 양상을 보였으며, 농부에게서는 수의학적으로 흔히 사용되는 항생제 계열(플로르페니콜, 퀴놀론, MLS, 아미노글리코사이드) 관련 내성 유전자가 풍부했습니다. 특히, 농부에게서 풍부한 플라스미드의 88.8%는 돼지에서도 풍부했으며, optrA, cfr, mcr-10.1과 같은 임상적으로 중요한 유전자를 포함했습니다.
이 연구는 양돈 농장 환경이 농부의 장내 미생물 생태계와 항생제 내성 유전자 분포에 미치는 영향을 심층적으로 규명했습니다. 이는 가축-인간 간 항생제 내성 전파 경로 이해를 증진하고, 공중 보건 전략 수립에 중요한 기초 자료를 제공할 것입니다.
미오이노시톨(MI)은 세포 대사 및 피트산 분해에 관여하는 사이클리톨이지만, 산란계 위장관(GIT) 미생물총에 미치는 영향은 아직 불분명합니다. 본 연구는 두 가지 상업용 산란계 품종에 MI를 단계적으로 보충했을 때 활성 GIT 미생물 군집에 미치는 영향을 조사했습니다.
Lohmann Brown Classic(LB) 및 Lohmann LSL-Classic(LSL) 품종 닭에게 0, 1, 2, 3g MI/kg 사료를 보충한 사료를 급여했습니다. 소낭, 십이지장, 회장, 맹장에서 채취한 623개의 점막 및 소화물 샘플을 16S rRNA 유전자 앰플리콘 시퀀싱(cDNA 기반)으로 분석하여 활성 미생물총을 평가했습니다.
미생물 군집 구성은 주로 GIT 부위(R2=0.43)에 의해 결정되었고, 숙주 품종(R2=0.03) 및 샘플 유형(R2=0.02)이 그 뒤를 이었습니다. MI 보충은 분산의 작은 부분을 설명했지만, 특히 소낭과 맹장에서 특정 분류군에 유의미한 영향을 미쳤습니다. Limosilactobacillus, Bacteroides, Roseburia를 포함한 66개의 앰플리콘 서열 변이체가 MI 농도에 따라 차이를 보였습니다.
품종 의존적 반응이 관찰되었는데, LB 품종은 점막과 소화물 군집 간의 더 큰 분리를 보인 반면, LSL 품종은 십이지장과 회장 소화물에서 MI 반응성 앰플리콘 서열 변이체가 더 많았습니다. 상관 분석 결과 Ligilactobacillus와 산란수 및 난황 MI 농도, Alistipes와 난중 간의 연관성이 확인되었습니다. 본 연구는 사료 내 MI 보충이 산란계의 활성 GIT 미생물총에 국소적이고 품종 의존적인 변화를 유도한다는 최초의 증거를 제공하며, 이는 산란 특성과 관련될 수 있는 MI-미생물총 상호작용의 잠재적 중요성을 시사합니다.
