마이크로바이옴(Microbiome)은 마이크로바이오타(Microbiota)와 게놈(genome)의 합성어로, 인체, 동물, 식물, 바다, 토양 등 모든 환경에서 서식하거나 공존하는 미생물과 그 미생물의 유전 정보 전체를 포함하는 미생물 군집을 의미합니다. 미생물은 흔히 세균이나 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등 눈에 보이지 않는 생물을 지칭하는 용어입니다. 인체의 몸속과 피부에는 적어도 200종의 미생물이 항상 존재합니다. 특히 미생물이 많이 분포하는 피부의 경우, 1cm² 당 100억 마리에 이르는 미생물 군집이 자리 잡고 있습니다. 피부 표면에 있는 미생물을 모두 모으면 완두콩 만한 크기를 이루고, 몸속에 존재하는 것들을 모두 합치면 300mL 정보의 분량이 되는 것을 보면, 우리 몸에 얼마나 많은 미생물이 존재하는지 가늠할 수 있습니다. 그 뿐만 아니라 우리 신체에서 우리가 살고 있는 지구상의 모든 생물, 그 중 3분의 2 정도를 미생물이 차지할 정도로 우리 주변에서의 미생물 존재는 매우 큽니다.
Microbiome Analysis는 미생물들의 16S-rRNA의 유전적 서열의 특징을 바탕으로 NGS 기반으로 미생물 균총을 분석하는 서비스입니다. 16S-rRNA는 16S ribosomal RNA의 줄임말로, 원핵생물 리보솜의 30S 소단위체를 구성하고 있는 RNA입니다. 16S-rRNA를 코딩하는 유전자를 16S rRNA gene이라고 일컫고, 하나의 세균 유전체 안에서도 여러 개의 16S rRNA 유전자가 존재하고 완전히 동일하지 않는 경우도 많습니다. 원핵생물의 유전자들 중에서 가장 잘 보존되어 있어 분류학적으로 거리가 먼 생물 간에도 염기서열의 차이가 가장 적은 유전자입니다. 16S-rRNA의 서열을 비교하여 원핵생물을 분류 및 동정할 수 있습니다. 원핵생물에서는 97% 이하의 상동성을 가지고 있으면 다른 종(species)으로 분류됩니다. 미지의 원핵생물을 분리하여 확보한 경우, 분리된 균주의 16S rRNA를 중합효소연쇄반응(PCR)으로 증폭하여 염기서열을 확인한 후 데이터베이스에 존재하는 기존 서열들과 비교함으로써 어떠한 종에 속하는지 손쉽게 동정할 수 있습니다. 최근 환경에 존재하는 세균의 군집 분석에서도 세균을 직접 키우기보다는 환경 시료로부터 DNA를 추출한 뒤 16S rRNA를 PCR로 증폭하여 다양한 세균으로부터 유래된 16S rRNA gene 혼합물을 차세대 염기서열 분석기술(Next Generation Sequencing, NGS)을 통해 초고속으로 분석하는 것이 올바른 방법으로 인정받고 있습니다.
쓰리빅스는 NGS 기반 마이크로바이옴 분석 플랫폼을 보유하고 있어, 위와 같은 metagenomic data를 분석 가능한 최적의 파이프라인을 탑재하고 있습니다. 원시 데이터(raw data)를 활용하여 분석, 통계 분석이 가능하며, 데이터 내의 미생물 분포에 대한 시각화를 통해 다양한 그래프를 도출할 수 있습니다.
NGS 기반 마이크로바이옴 분석을 수행하게 되면, HTML 파일 형태로 분석 결과를 쉽게 확인할 수 있습니다. 보고서 파일을 실행하면 좌단의 보고서 메뉴를 통해 Taxonomy, Diversity, Functional 등 카테고리에 맞게 세부 분석 결과에 접근할 수 있으며, 페이지 내부에서 분석 결과 파일과 시각화 데이터를 바로 확인할 수 있습니다.
