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출처 :  한국미생물 생명공학회 웹진

한국생명공학연구원 미생물자원센터 선임연구원 김경모

 [서론]

생태계는 다양한 물리, 화학, 생리적 조건하에 여러 생물들의 상호작용으로 유지된다. 미생물은 지구상의 어디에나 존재하며, 주변 생물들과 공존하며 진화해 왔기 때문에, 미생물생태연구는 주어진 환경을 이해하기 위해 필수적이다. 그리고 그 이해의 첫 단계는 “Who is out there?” ? 즉 미생물다양성 연구라 할 수 있다. 환경에 따라 차이는 있겠지만 미생물다양성 연구의 대상에는 세균, 고세균, 조류(protists), 균류(fungi), 바이러스 등을 포함한다.

이들 미생물의 순수 분리 어려움과 클로닝 효율의 한계로 인해 미생물다양성 연구에 많은 제약이 있었다. 하지만, 2000년대 중반 이후 개발된 차세대염기서열결정법(NGS)으로 인해 대량의 염기서열 생산이 가능해져, 좀 더 자세하게 미생물 다양성을 조사할 수 있게 되었다. 실제로Human Microbiome Project, MetaHIT, Earth Microbiome Project 등의 대규모 프로젝트를 통해 이미 수십 만개의 환경 샘플에 대한 미생물다양성 데이터가 생산되고 있고, 일반 연구자 수준의 소규모 프로젝트를 더하면 데이터의 양은 가늠하기 힘들 정도이다. 더욱이 앞으로 새로운 시퀀싱 기술이 등장하게 되면, 서열 데이터의 폭발적인 축적이 예상된다. 결국, 여타 생물학 분야와 마찬가지로 빅데이터를 다룰 수 있는 생물정보학적 능력이 미생물다양성연구의 수준을 결정하는 시기가 온 것이다.

하지만, 빅데이터는 좋은 연구를 위한 필요조건일 뿐 충분조건은 아니다. 즉 “Big data is better data” 가 성립되기 위해서는 다양한 생물정보학적 이슈가 선결되어야 한다. 여기에는 다소 공학적인 측면에서 데이터 저장, 관리, 전송과 관련된 문제들이 포함된다. 하지만, 본 기고문에서는 NGS 기반 미생물다양성 염기서열 데이터 분석과 관련된 몇 가지 생물정보학적 문제를 논의한다.

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