새로운 미생물 동정법 > 자료실

미국 에너지부 소속의 과학자들이 미지의 미생물 군집에 살고 있는 많은 수의 미생물 종을 동정할 수 있는 매우 효율 높은 방법을 개발했다. 이 방법은 'Applied Environmental Microbiology' 3월호에 게재되었는데, 환경에서 얻어진 시료에 존재하는 미생물들을 평가하고 오염 물을 정화하는데 유용한 종들의 동정에서부터 병원균을 동정하고 잠재적인 생물학적 테러 무기로부터 무해한 세균 구별에 이르기까지 그 적용 범위가 넓다. 

미생물 계는 엄청나게 다양하고 복잡하여, 1밀리리터의 물 혹은 1그램의 토양에 수백 종의 미생물이 존재한다. 그리고 이런 복잡성을 밝혀야 하는 이유는 전체적인 사이클들(global cycles)에서 미생물들의 역할을 이해하고, 이들의 엄청난 대사적 능력을 이용하거나, 인간의 건강에 대한 잠재적 위협을 쉽게 동정하는데 필수적이기 때문이다.

미생물을 배양하여 종을 동정하는 것은 느리고 오류가 생길 수도 있는데, 그 이유는 배양 환경에 의해 그 군집 속의 중요 구성원이 배제되는 경우가 종종 있기 때문이다. 전 게놈을 서열화하는 것은 고도로 특이적이고 많은 정보를 얻을 수 있긴 하지만 너무 많은 노동력과 비용이 든다. 그래서 충분히 짧아 빠르게 염기서열을 얻을 수 있으며, 종간 구별을 쉽게 할 수 있는 핵심적인 단편의 유전적 암호를 동정할 수 있는 방법을 과학자들은 연구해왔다.

이 팀이 바로 그런 기술을 개발했으며, 그 기술을 “단일 점 게놈 기호 표지화(single point genome signature tagging)” 라고 이름 지었다. 그 유전적 암호에 있는 특정 염기서열을 인지하는 효소를 이용하여, 미생물 게놈들을 모든 미생물에 공통되는 동정자 유전자들이 포함되는 작은 단편으로 조각내고, 여기다가 그 미생물들을 구별하기에 충분히 고유한 유전적 정보를 더한다. 

한 지 예로, DNA를 자르고 조각들을 이어서 16문자의 유전적 코드로 이루어진 "표지(tags)"를 만들었는데, 이 코드는 한 조각의 리보솜(ribosome)을 암호화하는 유전자의 시작 부분에서 약간 상부에 위치하는데, 이 리보솜 유전자는 고도로 보존된 단일 점 참고 유전자(“single point” reference gene)이다. 이 연구자들이 그 표지들의 서열을 분석하여 알려진 세균게놈들과 비교한 결과, 이 특이적인 16문자 영역(specific 16-letter region)은 충분히 고유한 유전적 정보를 가지고 있어서 속(genus) 수준까지 성공적으로 동정될 수 있었고, 최고로는 종들도 구별되었다.