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차세대 염기서열 분석과 생물정보학적 문제점: 메타제놈 분석현황

전문가 제언: ○ DNA 염기서열 분석은 차세대 염기서열 분석기술(NGS)의 등장으로 짧은 시간에 적은 경비로 분석이 가능하게 되었다. 단일 종뿐만 아니라 복잡한 메타제놈의 분석이 가능해지고 있으나 막대한 양의 데이터를 분석하기 위해 엄청난 컴퓨터 성능과 정밀 분석프로그램이 필요하다.

○ 메타제놈 분석은 미생물군락의 유전적 특성을 완전히 분석하는 것인데 단일종의 분석과 달리 비교할 수 있는 제놈이 없이도 NGS 기술을 이용해 유전적 특성을 분석하고 제놈을 재구성할 수 있는 장점이 있다.

○ 메타제놈 분석에 있어서 유전자들의 기능을 알아내는 것이 가장 중요한데 기존의 16S rDNA 염기서열을 이용한 기능분석은 군락(community) 전체의 염기서열을 분석하는 것보다 시간 및 경비 면에서 비효율적이므로 유의해야 한다.

○ 메타제놈을 샷건(shotgun sequencing) 방법으로 분석할 때 짧은 시간에 많은 양의 염기서열을 얻을 수 있으나 고성능의 컴퓨터용량을 필요로 하며 제놈 크기가 클 경우에는 분석이 불가능할 수도 있다.

○ 여러 개의 제놈들이 불균등하게 섞여있어 제놈들 속에 있는 대부분의 자료가 분석되지 않을 수도 있으며 염기서열 단편(reads)을 조립하여 일정크기의 중복단편(contigs)을 만드는 것이 복잡한 군락의 구성 때문에 제한적이다.

○ Reads에 기초한 분석은 종이나 유전자의 기능에 대해 기초자료만을 얻을 수 있다.그리고 데이터베이스의 부족으로 신뢰도의 변화가 극심하다. 따라서 메타제놈 분석에는 조립(assembly) 방법과 함께 사용해야 오차를 줄일 수 있다.

○ 차세대 분석기술의 여러 가지 논란과 장단점에도 불구하고 이를 이용한 메타제놈 분석은 다양한 종의 미생물의 유전적 특성을 효율적으로 분석할 수 있는 새로운 방법이므로 컴퓨터용량의 부족이나 생물정보학적인 기술의 제약에도 불구하고 새로운 연구의 지평을 열어가고 있다.

저자: Mattew B.Scholz,Chien-Chi Lo and Patrick SG Chain
자료유형: 학술정보