생성 아민(BAs)은 젖산균(lactic acid bacteria, LAB)이 생산하는 대사산물로서 식품 안전성과 인체 건강에 대한 함의를 가진다. 개별 BA 생합성 유전자에 관한 광범위한 표현형 연구가 이루어졌음에도 불구하고, LAB 균주 전반에서 BA 생합성을 뒷받침하는 유전자들의 분포, 진화 역학, 생태학적 연관성, 그리고 이동성(모빌리티) 기전은 명확하지 않다. 여기서 우리는 핵심 BA 유전자의 유병률과 이동성을 밝히기 위해 4880개의 LAB 게놈에 대한 최초의 포괄적 유전체 조사(comprehensive genomic survey)를 수행하였다. 오르니틴 탈탄산효소(ornithine decarboxylase, odc) 유전자는 더 넓은 분류군 분포를 보인 반면, 티로신 탈탄산효소(tyrosine decarboxylase, tdc) 유전자는 우점적이었으나 Enterococcus에 한정되어 있었다. 모든 BA 유전자는 강한 생태학적 연관성을 나타내어, 특정 서식처(niche)에서의 적응이 시사되었다. 계통유전체(phylogenomic) 분석은 조상으로부터의 획득과 광범위한 수평 유전자 전달(horizontal gene transfer, HGT)을 포함하는 복잡한 진화 경로를 부각하였으며, 특히 odc 및 tdc 유전자에 대해 두드러졌다. 유전자 공신전(synteny)과 조성(compositional) 특징은 계통에 특이적인 보존과 계통학적으로 관련된 분류군 간의 반복적인 HGT 사건을 추가로 뒷받침하였다. 예를 들어, 아르기닌 탈탄산효소(arginine decarboxylase, adc) 유전자와 아그마티나아제(agmatinase)는 오페론 수준의 단위로 함께 획득(co-acquired)되었을 가능성이 있었다. 코돈 사용 양상(codon usage)은 번역 동화(translational assimilation)를 시사하여, LAB에서 BA 유전자의 기능적 통합을 반영하였다. 또한 삽입서열(insertion sequences)과 복합 전이인자(composite transposons)가 BA 유전자 이동성을 매개하는 후보 벡터로 예측되었다. 종합하면, 본 연구는 BA 유전자의 분포를 서식처와 이동성과 연결하는 틀을 제공하며, 식품과 프로바이오틱스에서의 위험도 평가에 대한 함의를 가진다.

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