내용
16S rRNA 유전자는 원핵생물 리보솜의 작은 소단위에 속하는 성분으로, 보존된 영역과 변이된 영역을 모두 포함하고 있습니다.
1. 보존된 영역은 다양한 박테리아와 고세균에서 유전자 증폭을 위한 보편적인 프라이머 설계를 가능하게 합니다.
2. 변이된 영역은 서로 다른 미생물 군에 특이적이며, 이를 분류학적 분류에 사용합니다
응용분야
1. 환경 미생물학
바다, 숲, 습지와 같은 생태계에서 미생물 군집의 다양성과 기능을 더 잘 이해하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 오염이나 기후 변화에 따른 미생물 집단의 변화를 연구하는 데 활용됩니다.
2. 의료 미생물학
장 내 미생물군을 분석하는 데 사용됩니다. 16S rRNA 시퀀싱의 통찰은 염증성 장질환(IBD)이나 비만과 같은 질병에서 미생물이 인간 건강에 미치는 역할을 더 잘 이해하는 데 도움을 줍니다.
분석과정
1. DNA 추출
미생물 샘플(예: 토양, 물, 인간 장 내 미생물)에서 DNA를 추출합니다.
2. 유전자 증폭
특정 프라이머를 사용하여 중합효소 연쇄반응(PCR)을 통해 16S rRNA 유전자를 증폭합니다.
3. 시퀀싱
증폭된 제품은 고속 시퀀싱 플랫폼(예: Illumina)을 사용하여 시퀀싱됩니다.
4. 분석
얻어진 시퀀스는 생물정보학적 방법으로 분석됩니다. 시퀀스 읽기는 운영 분류 단위(OTUs)로 클러스터링됩니다. 그런 다음, 참고 데이터베이스와 비교하여 미생물 시퀀스의 분류학적 정체성을 할당하고, 미생물 군집의 구성 요소를 문(phylum), 강(class), 목(order), 과(family), 속(genera), 종(species)에 따라 미생물 군집의 구성을 결정할 수 있습니다.
내용
RNA-seq는 전사체(transcriptome)를 분석하는 방법으로, 이는 세포나 세포 집단 내의 모든 RNA 전사물의 전체 집합을 말합니다. RNA-seq는 유전자 발현 수준과 대체 splicing events 포괄적으로 보여줍니다.
응용분야
1. 생물의학 연구
질병 메커니즘을 연구하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 암 연구에서는 RNA-seq가 종양 형성을 유도하는 유전자 발현의 변화를 밝힐 수 있습니다.
2. 식물 및 동물 육종
환경 요인에 대한 유전자 조절을 더 잘 이해할 수 있으며, 원하는 형질을 선택하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
분석과정
1. 샘플 준비
총 RNA는 세포나 조직에서 추출됩니다. 그런 다음 이 RNA는 역전사를 통해 cDNA라이브러리로 변환됩니다.
2. 시퀀싱
cDNA 라이브러리는 high-throughput sequencing platforms을 사용하여 시퀀싱됩니다. 결과적으로 짧은 읽기(Short reads)가 생성됩니다.
3. 데이터 분석
Read alignment - 참고 유전체 또는 전사체에 정렬됩니다. 이 단계에서는 RNA 전사체사 유래한 유전체 위치를 식별할 수 있습니다.
4. 정량화
각 유전자나 전사체에 정렬된 읽기 수를 세어 유전자 발현 수준을 추정합니다. 이후 차등 유전자 발현 분석을 통해 건강한 조직과 질병 조직 간의 발현 차이를 분석할 수 있습니다.
5. 대체 스플라이싱 분석
RNA-seq는 유전자에서 발생하는 다양한 스플라이싱 isoform을 감지할 수 있으며, 이는 exons 과 introns. 간의 읽기 커버리지 패턴을 통해 분석됩니다.
