메타지놈 기반 지놈확보 및 분석 최신동향

아주대학교 응용화학생명공학과 이평천 교수
최보현 박사과정

1. 개요

 합성생물학 연구 (특히, 대사회로 구축 및 최적화)를 위해서는 다양한 유전자 및 유전자 발현 조절 인자 등의 확보가 필요하다. 이를 위해 현재 다양한 미생물 유전체 분석 및 메타지놈 분석이 수행되고 있다. 특히 미생물 순수분리가 어려운 다양한 장소 (심해부터 장내균총)에서 미생물 유전체를 직접 분리하고 분석하는 메타지놈(metagenome)에 대한 연구가 활성화 되고 있다 자연계에 존재하는 미생물 균총 (natural microbial community)은 바이러스를 포함한 다양한 미생물과 크로모좀 및 플라즈미드 등이 다양하게 존재하고 있다. 보통 메타지놈데이터를 분석하는 방법은 기존에 알려지는 레퍼런스 지놈 (reference genomes) 과 비교분석을 통하여 OTU (Operational Taxonomic Unit) 분석, 계통분석, 지놈 주석(annotation)과 인실리코 대사회로 재구축 등이 수행 된다 (그림 1). 하지만 메타지놈의 레퍼런스 지놈과의 비교 분석은 다양한 환경에서 존재하는 미생물의 수 및 다양성이 현재 구축되고 있는 레퍼런스 지놈 수에 비하여 매우 크기 때문에 효율적이고 정확한 분석이 어렵다. 이러한 제한을 극복할 수 있는 방법으로 최근 상호 연관성 있는 유전자의 구간화 (binning)을 이용한 메타지놈 기반 지놈 (metagenome assembled genome, MAG) 유전체 분석이 소개되었고 이를 통한 다양한 메타지놈 기반 지놈이 발견되고 있다 본 글에서는 구간화 기법을 이용한 메타지놈 기반 지놈 제작에 대하여 간략히 살펴보고자 한다.

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