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문제 정의
- 본 총설 논문에서는 새로운 probiotic 균주의 발견과 검출을 위해서 현재 사용되고 있거나, 앞으로 사용될 수 있는 다양한 방법들을 자세하게 소개하였다. 물론 여기에 적용할 수 있는 검사방법은 매우 다양하며 많은 것은 사실이지만, 이것들의 능력 면에서는 많은 차이를 보인다(Papadimitriou et al.
제안 방법
- 따라서 본 총설논문에서 probiotic 연구에 이용되는 다양한 모델과 연구방법들이 설명되고, 각 방법들의 장점과 한계점 그리고 해결책과 향후 전망이 자세하게 서술되어 있다. 또한 본 총설논문의 모든 자료들은 이미 발표된 다양한 문헌 등을 재정리하여 서술하였다.
성능/효과
- 예를 들어, 유전체 서열은 항생제 내성 또는 병원성 유전자의 존재를 파악하여 잠재적인 위험을 일으킬 수 있는 균주를 신속하게 발견하고 제거할 수 있기 때문이다. 또한 새로운 연구 방법은 건강 기능성 강조표시(health claim) 또는 약품관련 서류의 작성을 용이하게 하며, 또한 기능성 작용기전의 분석과 설명을 가능하게 할 수 있다. 무엇보다 중요한 것은 이 기술을 사용하면 더 이상 살아있는 미생물이 필요하지 않다는 것인데, 이것은 그들은 활성 화합물로 확인된 활성성분 또는 대사산물에 의해서 대체될 수 있기 때문이다.
- 왜냐하면, 현재 건강을 유지하고 복원하는 능력 연구에 있어서 미생물의 조작방법으로 많은 새롭고 흥미로운 작용가설이론을 만들 수 있는 metagenomics 연구와 노력이 활발하게 진행되고 있기 때문이다. 우선, 이 meta- genomics 연구 결과는 수많은 균주들을 검사하는데 기존의 방식보다 매우 효율적으로 진행할 수 있으며, 또한 다양한 건강 상태를 가진 사람들(예를 들면, 저체중 과비만, 알레르기와 비알레르기 등)과 비교하여 가능성이 있는 새로운 건강증진 세균들을 식별할 수 있다. 여러 가지 새로운 응용 프로그램은 보충 음식물 또는 약품을 통해서 이미 제안되어지고 있다.
후속연구
- , 2015). 데이터베이스에 대용량처리 transcriptomics 및 proteomics을 통해서 새로운 기능 데이터의 통합은 궁극적으로 후보 미생물들의 probiotic 으로서의 잠재력을 컴퓨터 시뮬레이션과 같은 가상 환경에서의(in silico) 평가를 용이하게 할 수 있을 것이다. 하지만, in silico 분석만으로 실험적인 방법을 대체할 수 있다는 전망은 아직은 너무 성급한 예측으로 사료된다.
- , 2015). 또한 Omics 기술은 현재의 방법인 in vitro 또는 in vivo 검사 결과로부터 얻어진 probiotic 후보 균주들의 후속 분석에서도 매우 효과적으로 역할을 할 것이다. 예를 들어, 유전체 서열은 항생제 내성 또는 병원성 유전자의 존재를 파악하여 잠재적인 위험을 일으킬 수 있는 균주를 신속하게 발견하고 제거할 수 있기 때문이다.
- , 2015). 또한 현재의 in vitro 시험의 평가로도 건강증진 특성을 확대할 수 있는 새로운 방법이 반드시 개선되거나 또는 개발되어야 할 것이다.
- , 2015). 마지막으로, 인간 미생물군집의 목록표 만드는 작업은 이미 잘 알려진 유산균과 bifidobacteria뿐만 아니라, probiotic으로서의 잠재력을 가진 미생물들까지 새로운 목록으로 고려되어서 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 무균(axenic) 또는 한정성(monoxenic) 마우스의 사용은 위에서 언급한 것처럼 “계란 또는 닭”에 질문을 해명하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- , 2015). 물론 이와 같은 엄격한 규제가 주요 문제는 아닐 수 있지만, 하지만 이것은 새로운 probiotic 균주 및 응용에 상당히 방해하는 요소로 작용할 수 있을 것이다. 왜냐하면, 현재 건강을 유지하고 복원하는 능력 연구에 있어서 미생물의 조작방법으로 많은 새롭고 흥미로운 작용가설이론을 만들 수 있는 metagenomics 연구와 노력이 활발하게 진행되고 있기 때문이다.
- 의심할 여지도 없이, omics 기술의 지속적인 개발은 전통적인 in vitro와 in vivo 모델이 현재 직면하고 있는 한계성을 완화하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 비록 게놈 및 metagenomic 정보로부터 직접 probiotic 기능성을 예측할 수 있기 전에는 시간이 많이 소요될 수도 있겠지만, 관심 있는 in vitro 또는 in vivo 연구에서 omics 방식의 연속 사용은 향후 probiotics 분야에서 연구 진행속도를 급속하게 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
- , 2015). 숙주와 미생물군집과의 더 자세한 반응 메커니즘과 더 심도 깊은 기능과 역학관계를 이해한 후에 관련 필요한 자료 등을 건강 기능성 강조표시(health claim) 평가 위원들에게 제공하였을 때 건강 기능성 강조표시(health claim)를 법적으로 승인받는데 문제가 없을 것으로 기대된다. 특히, 본 총설논문에서 언급된 다양한 기술적인 진보(발전) 등이 향후 이런 것들을 담당하는데 크게 기여할 것으로 사료된다.
- 숙주의 많은 면역 및 대사 기능을 위한 미생물 균총의 중요성을 감안하여, 인공적으로 만들어진 미생물 균총을 가진 마우스 모델의 개발 및 사용(예를 들면, 인간 미생물균총)은 더 나은 인간 조건을 만들어서 연구하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다. 무균(axenic) 또는 한정성(monoxenic) 마우스의 사용은 위에서 언급한 것처럼 “계란 또는 닭”에 질문을 해명하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 의심할 여지도 없이, omics 기술의 지속적인 개발은 전통적인 in vitro와 in vivo 모델이 현재 직면하고 있는 한계성을 완화하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 비록 게놈 및 metagenomic 정보로부터 직접 probiotic 기능성을 예측할 수 있기 전에는 시간이 많이 소요될 수도 있겠지만, 관심 있는 in vitro 또는 in vivo 연구에서 omics 방식의 연속 사용은 향후 probiotics 분야에서 연구 진행속도를 급속하게 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
- , 2015). 장기적인 관점에서 이러한 모델은 가설을 검증할 수 있을 정도로까지 역동적이고 예측 가능한 모델로 발전될 수 있을 것이다.
- 일반적으로 승인을 얻기 위해서는 작용 기전의 완벽한 분석을 요구한다. 즉, 위험의 모든 요소들은 다양한 집단에서, 다양한 용량으로 그리고 다양한 운반형식과 다양한 매트릭스를 사용하였을 때 결정될 것이다. 본 총설논문에서 제시된 연구 방법들은 이러한 과정 등을 자세하게 소개하는 것도 목적의 일부분이기도 하다.
- 숙주와 미생물군집과의 더 자세한 반응 메커니즘과 더 심도 깊은 기능과 역학관계를 이해한 후에 관련 필요한 자료 등을 건강 기능성 강조표시(health claim) 평가 위원들에게 제공하였을 때 건강 기능성 강조표시(health claim)를 법적으로 승인받는데 문제가 없을 것으로 기대된다. 특히, 본 총설논문에서 언급된 다양한 기술적인 진보(발전) 등이 향후 이런 것들을 담당하는데 크게 기여할 것으로 사료된다. 현재 상업적으로 아직 이용되고 있지 않은 F.
- 따라서, in vitro 검사는 새로운 probiotic 균주의 발견에 있어서 매우 중요하며, 필요한 부분으로 여전히 인식되고 있다. 향후 추가 연구에서는 반드시 2가지의 것이 고려되어야 하는데, 첫째는 probiotic 잠재능력을 가진 균주들의 재현성 향상이며, 둘째는 의양성(false positive) 또는 위음성(false negative)의 비율을 낮추는 것이다. 이러한 목적으로 가능하게 이용될 수 있는 실험 방법을 개발하고 표준화시켜야 할 것이다(Papadimitriou et al.
- 본 총설논문에서는 생산공정의 중요성에 관해서는 거의 다루어지지 않았다. 향후에 극도의 혐기적 미생물들인 F. prausnitzii 또는 A. muciniphila을 고려한다면, 소비자 또는 환자들에게 다양한 활력 균주의 전달을 확신할 수 있는 새로운 생산공정, 개량된 저장기술 그리고 관리 전략 등을 충족시킬 수 있는 probiotic 생산은 매우 중요한 부분이 될 것이다. 여러 논문들에서도 probiotic을 준비할 때 산업적 처리공정은 숙주의 기능성에 근본적인 영향을 준다는 것들이 이미 밝혀졌다(Lebeer et al.
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