가. 개요

□ 사 업 명 : 한국인 레퍼런스 장내미생물 게놈 및 트랜스크립톰 NGS　데이터 생산

 

나. 추진배경 및 필요성

□ 한국식품연구원은 주요사업의 일환으로 “장내미생물 정보 기반 헬스케어 연구” 사업을 진행 중임

□ 인체의 장내미생물은 각종 암, 장관질환, 면역/대사질환 및 뇌질환 등과 관련 있는 것으로 보고되고 있으며, 장내미생물 구성과 각 미생물의 유전자 pool이 인체 건강 및 식이 대사에 영향을 주는 것으로 알려짐

- 인체 장내미생물의 유전체 연구를 위해서는 NGS (Next-generation sequencing) 기술에 기반한 개별 미생물의 유전체 데이터 생산과 해석이 필수적임

- 2010년 Nature에서는 장내의 Bacteroides 미생물 게놈 정보를 이용하여 오랜 식이 습관과 Bacteroides 균주 미생물의 carbohydrate active enzyme의 전이가 관계있음을 보이기도 하였음.

- 따라서 한국인의 식이습관-건강-장내미생물 상관관계 규명을 위해서는 한국인에게서 유래한 대표 장내미생물의 게놈 및 이의 전사체 분석 정보 확보가 필수적이나 한국인의 장내미생물 유전체 정보는 아직 부족한 상태로, 한국인이 보유한 장내미생물의 기능탐구를 위하여 한국인 유래 장내미생물 전장유전체의 확보와 전사체 분석이 시급함.

□ 본 사업의 목적은 한국인 장내미생물 정보를 바탕으로 개인의 건강 상태나 질환 진단 기술의 기반을 구축하고 장내미생물 정보에 기반한 식이 및 생활 가이드를 제안하고자 하는 주관기관의 목표 달성을 위해, 제공된 한국인 장내유래 대표 미생물의 DNA 및 RNA를 활용하여 NGS 데이터를 생산하는 것임.

 

다. 사업 내용

□ NGS 데이터 생산 기본 사항

 주관기관에서 보유하고 있는 데이터와의 호환을 위해, 본 사업에서 진행하는 장내미생물 전사체 분석은 illumina platform을 사용해야 하고, 미생물 전장유전체 분석은 illumina와 PacBio 플랫폼을 병용해야 함.

 장내미생물 유전체 분석 data의 quality는 발주 기관에서 제시한 기준을 충족하여야 하며, 미충족시 추가 분석을 진행하여 총 분석 샘플에 대한 유전체 정보를 제공하여야 함.

 전사체 시퀀싱은 발주 기관의 최소 유효 read 수를 충족하여야 하며, 미충족시 추가 분석을 통해 제안서 내용을 충족해야함

 전장유전체 시퀀싱은 발주 기관의 최소 유효 서열 양을 충족하여야 하며, 미충족시 추가 분석을 통해 제안서 내용을 충족해야함

 

□ 30 샘플 전장유전체 데이터 생산 및 제공

 전장유전체 시퀀싱은 PacBio와 illumina platform을 병용하여 수행되어야 하며, 두 플랫폼의 결과가 모두 QC를 통과해야 하고, 어셈블 시 contig 10 개 이하가 되어야 함.

 Sequence read의 QC 기준은 adapter 제거 후, Q20기준으로 tail trimming 하며, 평균 quality는 Q30 이상이어야 함

 PacBio 플랫폼을 이용한 long-read sequencing의 서열 양은 최소 5Gbp 이고, read의 50% 이상이 최소 100,000 bp 의 길이를 가져야 함.

 Illumina 플랫폼을 이용한 short-read sequencing의 서열 양은 최소 5Gbp 또는 QC 통과한 서열 양이 최소 1Gbp 이상이어야 함.

 

□ 100 샘플 전사체 데이터 생산 및 제공

 전사체 시퀀싱은 illumina platform을 기반으로 수행되어야 하며 QC 통과한 서열 양이 최소10Gbp 이상 되어야 함. 또한 기반 유전체에 mapping 시 mapping depth가 평균 30 X를 넘어야 함.

 Sequence read의 QC 기준은 adapter 제거 후, Q20기준으로 tail trimming 한 후 최소길이 50bp, 평균 quality는 Q30 이상이어야 함.