2024. 7. 29. 21:46ㆍ카테고리 없음
안녕하세요?
NV2NGN입니다.
오늘은 메타트랜스크립토믹스 (metatranscriptomics)에 대해 살펴보고자 합니다.
메타트랜스크립토믹스 (metatranscriptomics)란?
메타트랜스크립토믹스는 환경 시료에 존재하는 복잡한 미생물 군집의 조절 및 발현 프로필에 대한 정보를 제공하는 metagenomic mRNA(metatranscriptome)의 추출 및 분석에 대한 연구를 다룹니다.
메타트랜스크립토믹스와 16S rRNA시퀀싱과의 차이
16S rRNA 시퀀싱은 주로 세균과 고세균의 계통학적 분류와 식별에 사용됩니다. 이 방법은 특정 세균의 존재 여부를 확인하는 데 매우 유용하지만, 각 균의 유전자 발현 패턴을 직접적으로 유추하거나 특정 유전자가 발현될지 추정하는 데는 한계가 있습니다.
16S rRNA 시퀀싱의 기능:
세균 식별: 16S rRNA 유전자는 세균과 고세균의 계통학적 분류에 사용되며, 종 수준에서 미생물을 식별할 수 있습니다.
미생물 군집 분석: 환경 샘플에서 다양한 미생물 군집의 구성을 분석할 수 있습니다.
한계:
유전자 발현 분석 불가: 16S rRNA 시퀀싱은 리보솜 RNA 유전자의 특정 부분만을 시퀀싱하므로, 미생물의 유전자 발현 패턴이나 기능적 활동을 직접적으로 분석할 수 없습니다.
기능적 정보 부족: 16S rRNA 시퀀싱은 미생물의 존재 여부를 확인할 수 있지만, 그들이 어떤 유전자를 발현하고 있는지에 대한 정보는 제공하지 않습니다.
유전자 발현 분석을 위한 대안
메타트랜스크립토믹스: 미생물 군집의 전체 RNA(특히 mRNA)를 시퀀싱하여 유전자 발현 패턴을 분석합니다. 이를 통해 미생물의 기능적 활동과 상호작용을 이해할 수 있습니다.
메타지노믹스: 환경 샘플에서 모든 미생물의 전체 유전체를 시퀀싱하여 유전자 구성을 분석합니다. 이를 통해 잠재적인 유전자 기능을 예측할 수 있습니다.
따라서, 특정 미생물의 유전자 발현 패턴을 이해하고자 한다면, 16S rRNA 시퀀싱보다는 메타트랜스크립토믹스나 메타지노믹스와 같은 방법을 사용하는 것이 더 적합합니다.
메타트랜스크립토믹스는 특정 환경에서 모든 미생물의 RNA(특히 mRNA)를 분석하여 그들의 유전자 발현 패턴을 연구하는 방법입니다. 이를 통해 미생물 커뮤니티의 기능적 활동과 상호작용을 이해할 수 있습니다.
메타트랜스크립토믹스의 개요:
목적: 미생물 커뮤니티의 유전자 발현을 분석하여 그들의 기능적 역할과 상호작용을 이해합니다.
활용: 질병과 건강 상태에서 미생물의 역할을 파악하고, 특정 미생물이 어떻게 질병을 유발하는지 연구합니다.
메타트랜스크립토믹스 방법:
샘플 수집: 연구하고자 하는 환경(예: 구강, 장, 토양 등)에서 미생물 샘플을 수집합니다.
RNA 추출: 샘플에서 모든 RNA를 추출합니다.
cDNA 합성: 추출한 RNA를 역전사 효소를 사용하여 cDNA로 변환합니다.
시퀀싱: cDNA를 차세대 시퀀싱(NGS) 기술을 사용하여 시퀀싱합니다.
데이터 분석: 시퀀싱 데이터를 분석하여 각 미생물의 유전자 발현 패턴을 파악하고, 이를 통해 미생물 커뮤니티의 기능적 활동을 이해합니다.
이 과정을 통해 연구자들은 미생물 커뮤니티가 특정 환경에서 어떻게 작용하는지, 그리고 그들이 질병이나 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있습니다.
관련 리뷰 논문입니다.
Current concepts, advances, and challenges in deciphering the human microbiota with metatranscriptomics - PubMed
Metatranscriptomics refers to the analysis of the collective microbial transcriptome of a sample. Its increased utilization for the characterization of human-associated microbial communities has enabled the discovery of many disease-state related microbial
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
Trends Genet. 2023 Sep;39(9):686-702. doi: 10.1016/j.tig.2023.05.004.
메타전사체학을 이용한 인간 미생물군 해독의 현재 개념, 발전 및 과제 (Current concepts, advances, and challenges in deciphering the human microbiota with metatranscriptomics)
Metatranscriptomics는 샘플의 집단 미생물 전사체 분석을 의미합니다. 인간과 관련된 미생물 군집의 특성화를 위한 활용도가 높아짐에 따라 많은 질병 상태 관련 미생물 활동의 발견이 가능해졌습니다.
이 리뷰에서는 인간 관련 미생물 시료에 대한 메타전사체 기반 분석의 원리를 검토합니다.
널리 사용되는 시료 준비, 서열 분석 및 생물정보학 접근 방식의 강점과 약점을 설명하고 이를 사용하기 위한 전략을 요약합니다. 그런 다음 인간과 관련된 미생물 군집이 최근 어떻게 조사되었는지, 그리고 그 특성이 어떻게 변할 수 있는지 논의합니다.
건강과 질병 하에서 인간 미생물군에 대한 메타전사학 통찰이 인간 건강에 대한 지식을 확장했을 뿐만 아니라 합리적인 항균제 사용과 질병 관리를 위한 길을 열었다고 결론지었습니다.