균유전체학(Metagenomics) 이해하기 (2)

균유전체학(Metagenomics) 이해하기 유전체학에서 Metagenomics로 : 첫 단계

 

 

 

학문으로서의 유전체학은 현재 40년이 되었습니다. 우리 종의 게놈을 배열하는 것이 가능하다는 개념은 1980년대 초부터 논의되기 시작했으며, 1984년과 1985년에 연방 후원 워크숍에서 진지하게 고려되었습니다. 조종사 프로젝트는 1986년에 시작되었으며, 2000년에 인간 게놈 프로젝트(HGP)의 완성은 생물 의학을 크게 가속했을 뿐만 아니라 그것을 변화시켰습니다. 개별 분자와 유전자의 수준에서 처음에 많은 질문이 게놈과 시스템의 수준에서 더 좋고 더 완전한 답을 가지고 있습니다. 그리고 이것은 인간에게만 해당하는 것이 아닙니다. 생물학에서 주요 종합 주도를 시작하는 것은 거의 상상할 수 없는 일입니다. 게놈들 시퀀싱 하지 않고 어떤 종의 우리는 많은 종류의 곰팡이에 대한 게놈 서열을 가지고 있습니다. 선충, 초파리 및 제브라피시에 대한 애기장대와 쌀, 개, 소, 침팬지 및 더 많은 진핵생물, 거의 500개의 박테리아가 함께 살아가고 있습니다.

 

또한, 유사한 고 처리량 시스템 접근 방식을 사용하는 많은 관련 "omic"과학 (전 사학, 단백질학, 구조 유전체할 및 대사 체할)은 유전자의 작용 및 작동 방식에 대한 이해를 혁신적으로 변화시켰습니다. 게놈 과학자들은 가설 검정으로 돌아왔으며, 비교 시퀀싱과 새로운“오미”방법의 적용으로 게놈 수준 데이터의 획득을 통해 테스트 될 수 있는 생물학적 시스템의 가동에 대한 예측을 했습니다. HGP에서 성장한 기술 발전과 생물 정보학 도구 없이는 metagenomics 분야가 불가능할 것입니다. 미생물 군집을 특징짓는 다른 접근법을 설명하는 최초의 metagenomics 프로젝트에 대한 설명은 다음에 이어가겠습니다.

 

 

 

 

시퀀싱은 한 가지 종류의 대사이다.

 

유전체학에서와 마찬가지로 많은 초기 균유전체학 프로젝트는 완전한 게놈을 특성화하기에 충분한 서열 정보를 수집하는데 집중하였습니다. metagenomics 프로젝트는 순수 배양이 아닌 본보기에서 완전한 게놈을 조립하려면 환경 DNA 라이브러리에서 유기체 특정 클론을 물리적으로 복구하거나 중복되는 대상 유기체 특이 서열의 환경 DNA 절차 데이터베이스에서 계산을 복구해야 합니다. 아래 설명된 산성 광산 배수와 같이 복잡도가 낮은 환경은 다양하고 정교한 바인딩 방법을 사용하여 환경 서열 데이터베이스에서 동시에 여러 게놈을 조립할 수 있습니다. 용어를 처음 적용한 것들을 포함한 다른 초기 metagenomics, 노력 metagenomics 라는 용어는 적절한 숙주에서 대규모 삽입 클론에 의해 수행되는 생화학적 기능을 평가함으로써 특정 유전자에 대해 채굴될 자원을 설명하는 용어를 사용합니다. 이러한 종류의 프로젝트는 현재 기능적 통계학이라고 불리지만, 이 용어는 때때로 기능적 유전체학과 유사한 의미가 있는 것으로 간주합니다. 기능성 유전체학에서 목표는 게놈의 서열 뿐만 아니라 그것이 발견되는 유기체에서 가 유전자의 기능을 결정하는 것입니다. 균유전체학 유사체는 개별 종이 아닌 공동체에서 발견된 유전자의 기능을 평가할 것입니다.

 

많은 다른 "옴 닉스"기술을 여러 분야에서 빌릴 수 있습니다. 프로브로서 다수 rRNA (또는 다른 계통 발생 마커) 유전자 서열을 보유할 때, DNA 마이크로어레이는 집단 구조의 변화를 추적하여 시간 및 공간에 따른 공동체 기능의 (간접적으로) 추적하는데 사용될 수 있습니다. 특히 관심 있는 공정에 관여하는 선택된 유전자 (및 유전자 변이체)를 기반으로 하는 마이크로어레이는 집단 기능 (예 : 오염 물질의 생분해 등)을 수행하고 관련 기간 (예 : 생물 정화 중)에 대한 변화를 감시하는 커뮤니티의 능력을 평가하는 데 사용될 수 있습니다. ). MRSA의 불안정성과 공동체의 복잡성 때문에 공동체 성적 증명서와 대사 체할은 아직 초기 단계의 하위 분야입니다. 그러나 미터 프로테오미스 (환경 시료에서 많은 단백질의 질량 분석법을 통한 분리 및 식별)는 놀랍게도 잘 발전되어 있습니다. 그리고 여러 게놈이 알려진 지역 사회에서 지역 사회 상호 작용 지도를 개발하는 것이 가능해졌습니다. 미생물 지구가 지구 온난화를 경험할 때 영구 동토층에서 메탄 생성에 영향을 미치는 유전적, 인구 및 대사 과정과 같이 시간이 지남에 따라 기능하고 변화함에 따라 미생물 군집의 미터-오모 이즘 감시는 원칙적으로 문화의 그러한 변화를 감시하는 것과 다르지 않습니다. 삿카로 많이 세수는 새로운 기질에 적응할 때, 발달함에 따라 초파리 배아에서, 또는 진행함에 따라 인간 종양에서 발생합니다. 구조 유전체할-게놈에 있는 모든 특성화되지 않은 유전자의 산물에 대한 체계적 발현 및 구조적 특성-또한 유익할 것입니다. 지금까지, 이 접근법은 유기적 맥락에서 적용되었지만, 공동체 미터 게놈에서 고도로 발현되었지만 확인되지 않은 모든 유전자가 이상적인 목표가 될 것입니다.

 

 

 

 

대사학에 관하여

 

우리는 현재 진행 중인 몇 가지 선구적인 업적과 프로젝트에 대한 논의를 통해, 미터 데이터 연구 패러다임이 수용하는 것과 실무자들이 어떻게 자료수집과 가설 검증을 정교한 방식으로 결합하기 시작했는지 보여줍니다. 심층 분석된 간단한 커뮤니티, 환경 설정에서의 대규모 시퀀싱 조사, 기능적 게놈 프로젝트, 호스트에 사는 미생물 커뮤니티에 초점을 맞춘 프로젝트, 바이러스에 초점을 맞춘 프로젝트 등 5가지 유형의 프로젝트가 논의됩니다.

 

산성 광산 배수 프로젝트

인간과 공동으로 미생물이 일부 지질 사이트에 혼란을 일으켰습니다. 한 가지 예는 전 세계 금속 광산에서 극도로 산성 유출이 발생하는 것입니다. 산은 채굴 활동의 결과로 공기에 노출되는 황화물 광물의 산화에 의해 생성됩니다. 채굴 활동의 결과로 생성되는 산성 용액을 산성 광산 배수 (AMD)라고합니다 ( 그림 3-1 참조).). 산성화를 주도하는 미생물 군집은 AMD에 관여하는 대사 경로 (예 : 질소 고정, 황 산화 및 철 산화)의 분포 및 다양성을 탐색하기 위해 고안된 몇 가지 놀라운 미터 데이터 분석의 기초를 형성했습니다. 미생물은 극도로 산성인 환경을 견뎌내고 내성 메커이즘이 환경의 지구 화학에 어떤 영향을 미치는지 평가합니다.

 

이상으로 균유전체학에 대한 설명을 마치겠습니다. 감사합니다.