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목적: DNA 추출 방법에 따른 혐기소화조 시료의 미생물 군집 분석 결과를 비교한다.
방법: 실규모 중온 혐기소화조 시료를 동일 볼륨으로 소분하였다. DNA 추출법으로는 국내에서 많이 사용하는 제품 중 미국 MP Biomedicals사의 FastDNA spin kit for soil, 한국 GeneAll사의 Exgene stool DNA mini kit, 그리고 한국 Bioneer사의 AccuPrep genomic DNA extraction kit의 세 종류를 사용하였다. 박테리아의 경우 V3-4, 고세균의 경우 V4-5 region에 해당하는 16S rDNA amplicon을 제작한 뒤, 일루미나 iSeq 100 장비로 염기 서열을 분석하였다. 미생물 군집 분석을 위해서 quality filter를 거친 유효한 read만을 얻은 뒤, OTU clustering을 하여 RDP classifier를 이용해 계통 분석(taxonomic assignment)하였다.
결과 및 토의 : Weighted UniFrac distance로 군집 결과를 시각화한 결과, 박테리아와 고세균 모두 사용한 세 가지 kit에 따라 군집 구조 차이를 보였으며, 특정 군집들은 DNA 추출 방법에 따라 존재 비율의 차이가 크게 나타났다. 예를 들어, soil kit은 Proteobacteria 문에 대한 추출 효율이 다른 추출법에 비해 낮고, Thermotogae에 대해서는 높은 것으로 나타났으며, stool kit은 이와 반대의 경향성을 보였다. 고세균의 경우, genus 중 Methanomethylovorans와 Methanosarcina가 DNA 추출법의 영향을 특히 많이 받는 것으로 나타났다.
결론: 미생물 군집 결과는 DNA 추출 방법에 영향을 받았다. 동일 선상의 실험에서 미생물 군집을 비교하려면 반드시 동일한 DNA 추출 방법을 사용해야 한다는 것을 확인하였다.
방법: 실규모 중온 혐기소화조 시료를 동일 볼륨으로 소분하였다. DNA 추출법으로는 국내에서 많이 사용하는 제품 중 미국 MP Biomedicals사의 FastDNA spin kit for soil, 한국 GeneAll사의 Exgene stool DNA mini kit, 그리고 한국 Bioneer사의 AccuPrep genomic DNA extraction kit의 세 종류를 사용하였다. 박테리아의 경우 V3-4, 고세균의 경우 V4-5 region에 해당하는 16S rDNA amplicon을 제작한 뒤, 일루미나 iSeq 100 장비로 염기 서열을 분석하였다. 미생물 군집 분석을 위해서 quality filter를 거친 유효한 read만을 얻은 뒤, OTU clustering을 하여 RDP classifier를 이용해 계통 분석(taxonomic assignment)하였다.
결과 및 토의 : Weighted UniFrac distance로 군집 결과를 시각화한 결과, 박테리아와 고세균 모두 사용한 세 가지 kit에 따라 군집 구조 차이를 보였으며, 특정 군집들은 DNA 추출 방법에 따라 존재 비율의 차이가 크게 나타났다. 예를 들어, soil kit은 Proteobacteria 문에 대한 추출 효율이 다른 추출법에 비해 낮고, Thermotogae에 대해서는 높은 것으로 나타났으며, stool kit은 이와 반대의 경향성을 보였다. 고세균의 경우, genus 중 Methanomethylovorans와 Methanosarcina가 DNA 추출법의 영향을 특히 많이 받는 것으로 나타났다.
결론: 미생물 군집 결과는 DNA 추출 방법에 영향을 받았다. 동일 선상의 실험에서 미생물 군집을 비교하려면 반드시 동일한 DNA 추출 방법을 사용해야 한다는 것을 확인하였다.
목차
1. 서론
2. 실험방법
3. 결과 및 고찰
4. 결론
References
참고문헌 (15)
참고문헌 신청
M. E. Kambouris, A. Velegraki, Microbiomics: dimensions, applications, and translational implications of human and environmental microbiome research, Elsevier, Cambridge, MA, pp. 175-194(2020).
A. T. Vincent, N. Derome, B. Boyle, A. I. Culley, S. J. Charette, Next-generation sequencing (NGS) in the microbiological world: how to make the most of your money, J. Microbiol. Methods, 138, 60-71(2017).
A. Wesolowska-Andersen, M. I. Bahl, V. Carvalho, K. Kristiansen, T. Sicheritz-Ponten, R. Gupta, T. R. Licht, Choice of bacterial DNA extraction method from fecal material influences community structure as evaluated by metagenomic analysis, Microbiome, 2, 19(2014).
L. Becker, M. Steglich, S. Fuchs, G. Werner, U. Nubel, Comparison of six commercial kits to extract bacterial chromosome and plasmid DNA for MiSeq sequencing, Sci. Rep., 6, 28063(2016).
C. Luo, D. Tsementzi, N. Kyrpides, T. Read, K. T. Konstantinidis, Direct comparisons of Illumina vs. Roche 454 sequencing technologies on the same microbial community DNA sample, PLoS One, 7(2), e30087(2012).
A. T. Vincent, N. Derome, B. Boyle, A. I. Culley, S. J. Charette, Next-generation sequencing (NGS) in the microbiological world: how to make the most of your money, J. Microbiol. Methods, 138, 60-71(2017).
A. Wesolowska-Andersen, M. I. Bahl, V. Carvalho, K. Kristiansen, T. Sicheritz-Ponten, R. Gupta, T. R. Licht, Choice of bacterial DNA extraction method from fecal material influences community structure as evaluated by metagenomic analysis, Microbiome, 2, 19(2014).
L. Becker, M. Steglich, S. Fuchs, G. Werner, U. Nubel, Comparison of six commercial kits to extract bacterial chromosome and plasmid DNA for MiSeq sequencing, Sci. Rep., 6, 28063(2016).
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