역유전체학(reverse genomics): 지금껏 숨어있던 세균을 배양할 수 있는 신기술 > 연구 및 산업 동향

본문 바로가기
사이트 내 전체검색

연구 및 산업 동향

역유전체학(reverse genomics): 지금껏 숨어있던 세균을 배양할 수 있는 신기술

페이지 정보

작성자 관리자 댓글 0건 조회 22회 작성일 19-10-07 16:44

본문

79c0f48c9d858f765e42139860b69835_1570434259_5495.JPG
 

지난 10년 동안 더욱 강력해진 유전학 기술 덕분에, 연구자들은 (인간의 소화관에서부터 바닷물 한 숟갈에 이르기까지) 모든 샘플에서 수많은 미생물의 DNA를 발견할 수 있었다. 그러나 연구자들은 대부분의 미생물들을 실험실에서 배양하는 데 어려움을 겪어왔는데, 그 이유는 그 미생물들의 자연환경을 시뮬레이션하는 게 매우 복잡하기 때문이다. 이제 역유전체학(reverse genomics)이라는 새로운 전략이 개발되어, 인간의 구강에서 채취된 체액으로부터 그런 '스텔스 세균(stealthy bacteria)' 중 일부를 찾아낸 다음 실험실에서 배양하는 게 가능해졌다. 이는 그 미생물들이 건강을 유지하고 질병을 물리치는 메커니즘을 밝히는 데 도움이 될 것으로 보이는, 커다란 진보다.


"이것은 1980년대에 상상조차 할 수 없었던, 고무적인 연구다"라고 콜로라도 대학교 볼더 캠퍼스의 노먼 페이스(미생물학)는 논평했다. "나는 리보솜 RNA(rRNA: ribosomal RNA)를 이용한 획기적인 연구에서, 온천을 비롯한 극한환경에서 새로운 미생물들을 발견한 바 있다. 그러나 연구진은 이번 연구에서 초현대적인 기술을 이용하여, '종전에 발견되었지만 배양될 수 없었던' 미생물 종(種)의 샘플을 얻었다."


지금껏 DNA 시퀀싱 연구에서 새로운 종으로 추정되는 미생물들이 쏟아져나왔는데, 그런 연구들은 '단일세균'을 분리해 내거나(SAGs: single-cell amplified genomes) '제한된 환경(이를테면 인간의 구강)에 존재하는 모든 유전물질'을 들여다보거나(MAGs: metagenome-assembled genomes) 둘 중 하나였다. 그러나 그런 미생물들을 배양하는 것이 불가능하여, 그들의 '존재 여부'와 '각각의 마이크로바이옴에서 수행하는 역할'을 규명하는 노력이 수포로 돌아갔다. 특히 인간 소화관의 경우 무려 1,000종의 미생물들이 서식하고 있지만, 시퀀스만 갖고서는 그들이 소화·면역반응·약물대사 등의 과정에 기여하는지 여부를 서명할 수 없었다. "현재 수많은 미생물학이 존재하지만, 컴퓨터상에서만 가능하다는 한계가 있다"라고 이번 연구를 지휘한 테네시주 소재 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)의 미르체아 포다(진화미생물유전체학)는 말했다.


포다가 이끄는 연구진은 이번 연구에서 사카리박테리아(Saccharibacteria)를 겨냥했는데, 이 세균들은 주로 구강에 서식하며, 인체에는 10여 가지 종이 존재한다. 그러나 그들이 구강 마이크로바이옴에서 차지하는 비율은 매우 미미(1% 미만)하기 때문에, 분리하여 배양하기가 어렵다.


연구진은 항체기반 전략(antibody-based strategy)을 이용하여, 소량의 타액과 기타 구강내 체액에서 시퀀싱된—그러나 배양되지 않은—사카리박테리아의 분리주(isolate)를 얻었다. 먼저, 연구진은 사카리박테리아의 상이한 DNA에서 특정 단백질(세포 표면에 돌출되는 단백질)을 코딩할 가능성이 높은 유전자를 검색했다. (면역계는 세포표면의 단백질 중에서 자신이 탐지할 수 있는 부분에 반응하여 항체를 생성한다.)


..............(자세한 내용은 아래 링크를 통해 확인하실 수 있습니다.)


Copyright © kpgp.or.kr All rights reserved. Login

포스트게놈 다부처 유전체사업 총괄지원단 [07027] 서울특별시 동작구 사당로 46 숭실대학교 창의관 101호
KPGP, 101 Chang Eui Gwan, Soongsil University, Sadang-Ro 46, Dongjak-Gu, Seoul 06978, Korea
TEL : +82-2-826-8830~1 / FAX : +82-2-826-8832