초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ 현재 신·변종 바이러스의 출현으로 원인불명 감염병이 발생하여 국민건강, 사회적 혼란, 국가 경제 위험, 국가적 재난으로 커질 우려가 있음. 본 연구에서는 바이러스성 위장관염 환자와 원인불상 위장관염 환자의 장관에 존재하는 바이러스 유전체를 차세대 염기서열분석법과 유전체 빅데이터를 활용하여 분석하고 최신의 3세대 염기서열 분석법을 이용하여 위장관염 환자에 존재하는 미생물 전장 유전체를 분석하여 장관 신·변종 바이러스 신속 검출법을 개발하여 국가 감염병 위기 대응에 기여하고자 함.
○ 차세대 염기

□ 연구의 목적 및 내용
○ 현재 신·변종 바이러스의 출현으로 원인불명 감염병이 발생하여 국민건강, 사회적 혼란, 국가 경제 위험, 국가적 재난으로 커질 우려가 있음. 본 연구에서는 바이러스성 위장관염 환자와 원인불상 위장관염 환자의 장관에 존재하는 바이러스 유전체를 차세대 염기서열분석법과 유전체 빅데이터를 활용하여 분석하고 최신의 3세대 염기서열 분석법을 이용하여 위장관염 환자에 존재하는 미생물 전장 유전체를 분석하여 장관 신·변종 바이러스 신속 검출법을 개발하여 국가 감염병 위기 대응에 기여하고자 함.
○ 차세대 염기서열 분석(NGS) 기반 원인불상 위장관염 환자의 마이크로바이옴 규명하고, 3세대 염기서열 분석(NGS) 기반 위장관염 환자의 미생물 전장 유전체 분석

□ 연구결과
○ 중앙대학교 병원 윤리위원회의 승인을 받아 급성 위장관염 환자의 분변시료를 얻어 실험을 진행하였고 임상데이터 베이스를 구축하였음.
○ 바이러스 메타지놈 분석을 위해 시료에서 바이러스를 추출하여 무작위 중폭 primer를으로 cDNA를 합성하고, 차세대 염기서열분석법 기반의 Illumina 사의 Hiseq과 삼세대 염기서열분석법 기반의 nanopore sequencer를 이용하여 염기서열을 결정함.
○ 메타지놈 데이터 분석을 위해 BBtools, fastQC, mVISTA, Geneious 등의 tools을 이용하여 분석 pipline을 구축하였음.
○ 분석한 결과로 다양한 바이러스에 mapping되는 것을 확인하였고 위장관염을 유발하는 바이러스도 다서 검출되는 것음 확인함.
○ sanger sequencing과 비교 시, viral metagenome을 적용한 nanopore sequencer data가 Hiseq data와 비슷한 수준으로 원인 바이러스 검출이 가능한 것을 확인함. 따라서 바이러스 검출에 nanopore sequence를 적용했을 때 기존 방식과 비슷한 수준의 결과를 얻음과 동시에 시간과 비용을 절감할 수 있음.

□ 연구결과의 활용계획
○ 발견되지 않은 미생물의 상당 부분을 차지할 것으로 예상되는 난배양성 또는 배양불가능 미생물의 정보 획득과 기존의 방법으로 배양이 불가능한 감염체의 검출과 진단이 가능함.
○ 기존 진단 체계로 판정할 수 없는 원인 불명의 신·변종 감염병의 신속한 원인체 규명과 역학적 추적이 가능함.
○ 장관 바이러스들의 체계적인 유전체 분석 연구를 통해 장내 커뮤니티를 구성하는 바이러스 군집들과 질병과의 관계를 연결시키는 최신의 지견을 제공함.
○ 질병 생물학을 환자에서 규명하는 연구 및 환자 질병에 대한 새로운 진료기술 (진단, 치료, 예방)을 개발할 수 있는 과학적 토대를 제공하여 향후 한국인의 건강 증진 및 질병 예방의 자료로서 보건의료 연구 분야에서 다양하게 활용 가능함.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose&contents
Currently, there is greater concerning to the public health, social chaos, economic risk and national disaster due to arise from emerging and re-emerging viruses that can be caused unexplained infectious diseases. In this study, we investigated viral genome of patients with gas

□ Purpose&contents
Currently, there is greater concerning to the public health, social chaos, economic risk and national disaster due to arise from emerging and re-emerging viruses that can be caused unexplained infectious diseases. In this study, we investigated viral genome of patients with gastroenteritis or unclear gastroenteritis using the next generation sequencing and big data of genomics. Further we will develope the method for rapidly detecting the novel viruses with gastroenteritis using the whole genome analysis based on the 3rd generation sequencing which is the latest technique.

□ Result
○ The fecal was collected from patient with acute gastroenteritis.
○ For metagenomic analysis, total viral RNA was extracted from fecal sample and cDNA was synthesised from RNA using random primer. The sequence was generated using Hiseq (Illumina) based on next-generation sequencing, and nanopore sequencer besed on third-generation sequencing.
○ For handling metagenomic data, analysis tools, such as BBtools, fastQC and Geneious, were utilized for constructing pipline.
○ As a result, reads were mapped to many taxa of viruses and some reads were mapped to viruses are causativity of acute gastroenteritis.
○ Comparing with sanger sequenccnig, nanopore sequencer and Hiseq are able to detect the viral pathogen. Utilization of metagenomics based on nanopore sequence technology to viral detection enables to reduce the cost department time.

□ Expected Contribution
○ It could be utilized for diagnosis of disease, caused by unculturable bacterial or viral pathogen.
○ The nanopore sequencing should facilitate more rapid identification causative pathogen and epidemiologic investigation comparing with preexisting technology.
○ The result provides understanding about correlation between virus community and disease by investigation of gut viral metagenome.
○ The result could contributes to field of health and medical treatment as data for promotion of health and prevention.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구 계획 요약문 ... 3
• 연구 결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 17
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 17
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 18
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구 실적 ... 18
• 8. 참고 문헌 ... 19
• 9. 연구 성과 ... 20
• 10. 기타사항 ... 21
• [별첨1] 대 표 연 구 성 과 ... 27
• 끝페이지 ... 28