병원성에 연결된 균주 특이적 대사 능력을 식별하는 황색포도상구균 균주의 비교 유전체 규모 모델링

황색포도상구균은 인간 숙주 내에서 다양한 생태적 틈새를 식민지화할 수 있는 주요한 세균 병원체입니다. 우리는 64개의 황색포도상구균 균주에서 분석한 유전체 서열을 기반으로 S. aureus의 팬유전체를 설명합니다. 이 세트를 바탕으로 S. aureus는 7,411개의 유전자와 1,441개의 핵심 유전자로 구성된 개방형 팬유전체를 가질 것으로 예상됩니다. 대사는 이 핵심 유전체에서 매우 보존되어 있었으나, 균주 간 아미노산 및 핵산 생합성 경로에서 차이가 발견되었습니다. S. aureus의 64개 균주에 대한 대사 유전체 모델(GEM)이 구축되었습니다. 이러한 GEM은 S. aureus 종의 핵심 대사 및 팬 대사 능력을 특징짓기 위한 시스템 접근 방식을 가능하게 하였습니다. 모든 모델은 나이아신(비타민 B3)과 티아민(비타민 B1)에 대해 보조 영양소 부족으로 예측되었으며, 균주 특이적 보조 영양소 부족은 리보플라빈(비타민 B2), 구아노신, 루신, 메티오닌, 시스테인 등에서 예측되었습니다. GEM은 300개 이상의 다양한 성장 지원 환경에서 성장 능력을 체계적으로 분석하는 데 사용되었습니다. 결과는 병원성 특성과 독성 습득에 연결된 대사 능력을 식별하였습니다. 이러한 특성은 경증 감염과 중증 감염을 유발하는 균주를 구분하고 호스트 선호도(예: 동물 대 인간)를 파악하는 데 사용할 수 있습니다. 따라서 여러 균주의 유전체 규모 분석은 독성의 대사적 결정 요소를 식별하고 이 치명적인 병원체의 특정 균주가 어떻게 빠르게 세계에 퍼졌는지에 대한 이해를 증진시키는 데 활용될 수 있습니다.