[논문]RNA-sequencing을 이용한 제주도 인접 바다의 메타전사체 프로파일링

황진익; 강민경; 김강은; 정승원; 이택견

doi:10.5352/jls.2020.30.7.625

[국내논문] RNA-sequencing을 이용한 제주도 인접 바다의 메타전사체 프로파일링
Marine Metatranscriptome Profiling in the Sea Adjacent to Jeju Island, Korea, by RNA-sequencing 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.30 no.7, 2020년, pp.625 - 629

황진익 (한국해양과학기술원 생태위해성연구부) , 강민경 (한국해양과학기술원 생태위해성연구부) , 김강은 (한국해양과학기술원 생태위해성연구부) , 정승원 (한국해양과학기술원 시료도서관) , 이택견 (한국해양과학기술원 생태위해성연구부)

초록
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바다는 바이러스를 포함하는 다양한 생물체의 풍부한 자원을 제공한다. 본 연구에서는 계절에 따른 제주 바다의 해양 미생물 군집을 확인하기 위해 3월과 12월에 해수 샘플을 수집하여 total RNA를 추출, HiSeq2000 및 de novo 전사체 어셈블리를 사용한 NGS를 실시하였다. 그 결과, 3월 및 12월 시료에서 각각 652,984 및 163,759 개의 전사체를 확인하였다. 3월 샘플에서는 해양 박테리아가 우점하였으나 12월 샘플에서는 진핵생물이 우점하였다. 박테리아 군집은 두 샘플간에 상이하였으며, 이는 계절 변화 동안 박테리아 군집이 변화하였음을 보여주었다. 또한, 해양바이러스를 확인하기 위하여, Megablast를 사용하여 바이러스 참조 데이터베이스에 전사체를 검색하였다. 해양박테리아를 감염시키는 박테리오파지가 두 샘플에서 우점하는 것을 확인하였다. 그러나, 우리는 두 개의 전사체에서 다양한 헤르페스바이러스와 관련된 transcripts가 풍부함을 확인하였으며, 이는 제주도 인근 바다에서 물고기를 감염시키는 헤르페스바이러스의 위협 가능성을 나타낸다. 종합하면, 우리의 데이터는 해양 커뮤니티 연구 및 가능한 해양 바이러스 병원체를 식별하는 데 유용할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Ocean is a rich source of diverse living organisms include viruses. In this study, we examined the microbial communities in the sea adjacent to Jeju Island in two seasons by metatranscriptomics. We collected and extracted total RNA, and, using the next-generation sequencing HiSeq 2000 and de novo transcriptome assembly, we identified 652,984 and 163,759 transcripts from the March and December samples, respectively. The most abundant organisms in March were bacteria, while eukaryotes were dominant in the December sample. The bacterial communities differed between the two samples, suggesting seasonal change. To identify the viruses, we searched the transcripts against a viral reference database using MegaBLAST with the most identified being bacteriophages infecting the marine bacteria. However, we also revealed an abundance of transcripts associated with diverse herpesviruses in the two transcriptomes, indicating the presence or possible threat of infection of fish in the sea around Jeju Island. This data is valuable for the study of marine microbial communities and for identifying possible viral pathogens.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Maps for the sampling location near Jeju Island of Korea.
표 Table 1. Result of transcriptome assembly
그림 Fig. 2. The distribution of blast results in March (A) and December (B) samples based on taxonomy binning using MEGAN program.
그림 Fig. 3. The number of transcripts and percentages of March (A) and December (B) samples.
그림 Fig. 4. The numbers of assigned taxonomies in March and December samples.
그림 Fig. 5. Comparison of identified virus species between March and December samples (A). Distribution of identified viruses in both samples according to the host range (B) and viral genome (C).
그림 Fig. 6. The top ten viruses which were dominantly present in March (A) and December (B) samples.

AI 본문요약
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제안 방법

In this study, we examined marine communities through metatranscriptomics in order to identify new emerging marine pathogens, including bacteria and viruses in the sea adjacent to Jeju Island.
Taken together, we conducted metatranscriptome profiling for the first time in the sea adjacent to Jeju Island, Korea, at two different time points by RNA-Sequencing. Our results showed specificity and commonality in marine communities between the March and December samples.
To assign the taxonomy of assembled transcripts, we performed BLAST against NCBI’s microbial and viral database (http://www.ncbi.nlm. nih.gov/genome/ Refseq microbial and viruses) [13].

대상 데이터

To maximize the number of identified marine organisms, we have collected 10 l of ambient seawater derived from three different depths (1-2 m, 10 m, and 20 m) using sterile plastic bottles and pooled. The main subject of our project is marine viruses. Therefore, we conducted FeCl₃-mediated flocculation to enrich small-sized viral particles efficiently, as described previously [11, 12].

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