초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
○ 본 세부 연구과제에서는 대사 면역 질환을 포함해 다양한 질환에 관련된 장내 미생물 군집 서열 데이터를 생산하고, 미생물 군집(Microbiota), 샷건 메타게놈(Shotgun metagenome), 메타유전체(Meta-transcriptome) 분석을 수행할 수 있는 클라우드 기반의 시스템을 구축하여 제공함으로써 많은 연구자들이 마이크로바이옴 분석을 쉽게 할 수 있도록 지원하는 것이 목적임
○ 2010년 이후의 대용량 염기서열 분석 기술의 급격한 발달과 더불어 미생물 군집을 기존의 배양 방식

□ 연구의 목적 및 내용
○ 본 세부 연구과제에서는 대사 면역 질환을 포함해 다양한 질환에 관련된 장내 미생물 군집 서열 데이터를 생산하고, 미생물 군집(Microbiota), 샷건 메타게놈(Shotgun metagenome), 메타유전체(Meta-transcriptome) 분석을 수행할 수 있는 클라우드 기반의 시스템을 구축하여 제공함으로써 많은 연구자들이 마이크로바이옴 분석을 쉽게 할 수 있도록 지원하는 것이 목적임
○ 2010년 이후의 대용량 염기서열 분석 기술의 급격한 발달과 더불어 미생물 군집을 기존의 배양 방식에서 서열 데이터를 기반으로 한 메타게놈 분석 방식으로 전환됨에 따라 장내 미생물의 연구가 매우 활발히 진행되고 있으며 방대한 양의 데이터가 생산되고 있음
○ 특히 염증성 장 질환 같은 장 내 염증 질환 외에도 다양한 대사 및 면역질환에도 장내 미생물이 깊이 연관이 되어 있다는 연구 결과가 점점 증가함에 따라 이에 대한 데이터베이스와 분석 플랫폼 구축이 매우 필요함
○ 본 연구에서는 장내 미생물 군집 분석 방법을 최적화하고, 많은 연구자들이 쉽게 활용할 수 있는 생물 정보 분석 시스템을 구축함. 또한 장내 미생물 군집 데이터베이스를 구축하고 플랫폼 구축을 위한 빅테이터 처리 기술과 IT infrastructure 기술을 개발함
○ 특히, 장내 미생물 분석에 필수적인 미생물 군집, 유전체, 전사체, 샷건 메타게놈 분석 등 분석 시스템을 구축하고, 대사/면역 질환 및 신장 이식 환자의 장내 마이크로바이옴 데이터를 생산하고 이를 데이터베이스 형태로 구축함
○ 또한 통합 데이터 연계 분석 및 미생물 군집 모니터링 기술을 개발하여 다수의 연구자들이 본 과제를 통해 구현된 클라우드 시스템을 활용할 수 있도록 함

□ 연구개발성과
○ 본 연구 과제를 통하여 장내 미생물을 통합적으로 분석할 수 있는 마이크로바이옴 분석 플랫폼을 개발하였음. 즉, 장내 미생물 분석 기법을 확립, 표준화하였고, 장내 미생물 군집 분석 파이프라인을 개선, 최적화하였으며, 클라우드 기반 미생물 군집분석 시스템 개발하였음
○ 다양한 장내 미생물 군집 분석 데이터를 생산하여 이를 시료 제공자의 성별, 나이, 질환 유무 등의 메타데이터(Metadata)와 연결시킨 장내 마이크로바이옴 데이터베이스를 구축하였음
○ 417건의 장내 마이크로바이옴 서열 데이터를 국가생명연구자원정보센터(KOBIC)에 등록하였음
○ 장내 미생물 분석 소프트웨어에 대한 저작권을 등록하였음

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
○ 본 연구팀이 구축한 장내 미생물 군집 분석 플랫폼을 이용하여 대학, 병원, 산업체 등 다양한 분야의 연구자들이 쉽게 마이크로바이옴 데이터분석을 수행할 수 있을 것으로 기대함
○ 본 연구팀이 개발, 구축한 대용량 데이터 처리 기술과 IT structure를 통해 대용량 서열 데이터를 쉽고 빠르게 검색하고 비교 분석하여 질환과의 연관성 분석을 수행함으로써 미생물 군집을 제어할 수 있는 기술을 개발하는데 활용할 수 있을 것으로 기대함
○ 본 연구팀이 생산하고 구축한 다양한 미생물 군집 및 미생물 유전체 데이터와 분석 시스템을 활용하여, 장내 마이크로바이옴 모니터링 연구가 더욱 활발해 질것으로 예상됨. 특히 질환과 관련된 원인 미생물 및 유전자, 제어인자 발굴 연구에 큰 기여를 할 것으로 기대함
○ 장내 마이크로바이옴 분석 기술은 의료/건강 검진 목적으로 장내 환경을 모니터링 할 수 있는 산업으로 발전할 뿐만 아니라, 건강 기능 식품 및 화장품, 농식품 분야 등의 다양한 분야로 확장 가능한 유망한 산업이 될 것으로 기대됨

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 39
• 3-1. 목표 ... 39
• 3-2. 목표 달성여부 ... 40
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 43
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 44
• 붙임. 참고문헌 ... 44
• 끝페이지 ... 47