콜레라의 원인균인 Vibrio cholerae는 수생 환경에 자생하는 세균이며, 중대한 공중보건 위협이다. V. cholerae 혈청군 O1은 이전의 두 차례 콜레라 대유행을 일으킨 원인으로, 6번째 대유행에서는 고전적(classical) 및 El Tor 생물형이 우점하였고, 현재의 7번째 대유행에서는 El Tor 생물형이 우점한다. 콜레라 연구자들은 새롭게 출현하거나 다시 출현하는 병원성 클론이 새로운 혈청군의 조합뿐 아니라 표현형 및 유전형 특성의 조합을 함께 지닌 채 지속적으로 나타나는 문제에 끊임없이 직면한다. 이러한 유전형과 표현형의 변화는 질병 통제를 저해해 왔다. 본 연구에서는 지난 98년 동안 다양한 출처와 지리적 위치에서 분리된 V. cholerae 23개 균주의 완전한 게놈 서열을 비교하여, 유전적 다양성의 생성과 새로운 병원성 클론의 기원 및 이를 지배하는 진화 메커니즘을 규명하고자 하였다. 게놈 기반 계통수는 V. cholerae의 12개의 뚜렷한 계통성(phyletic) 계통을 보여주었으며, 그중 하나인 V. cholerae 핵심 게놈(core genome, CG)은 고전적 O1 생물형과 El Tor 생물형을 모두 포함한다. 7번째 대유행 클론 7개는 거의 동일한 유전자 구성, 즉 동일한 게놈 골격(genome backbone)을 공유한다. 6번째에서 7번째 대유행으로의 전이는, 동일한 O1 혈청군에 속하면서도 CG 계통군 내에서 상당히 다른 계통성 계통에 속하는 병원성 클론 사이의 ‘shift’로 여기서 정의된다. 반대로, 현재 7번째 대유행 기간 동안 클론들 사이의 전이는, 측방 유전자 이동(laterally transferred)으로 유입되는 게놈 섬(genomic islands)의 조성 차이에 의해 주로 구별되어, 고전적 생물형의 콜레라 독소를 생성하는 V. cholerae 혈청군 O139 및 V. cholerae O1 El Tor 혼합(hybrid) 클론을 예로 들 수 있는 변이체의 출현을 초래하는 ‘drift’로 특징지을 수 있다. 본 연구에서 제시한 포괄적 비교유전체학(comparative genomics)에 근거하여, V. cholerae는 측방 유전자 이동을 통한 광범위한 유전적 재조합을 겪으며, 따라서 혈청군이 아니라 유전체의 조합(genome assortment)이 병원성 V. cholerae 클론을 정의하는 데 사용되어야 한다고 결론내린다.
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