왼쪽부터 이인석 연세대 생명시스템대 교수, 마준영 박사과정생, 김나연 연구원. 연세대 제공


국내 연구팀이 인간 장내에 사는 4824종의 미생물에서 확보한 유전체 약 15만개의 정보가 담긴 '장내미생물 카탈로그'를 구축했다. 41개국 데이터를 반영해 기존보다 편향을 줄이고 정확도를 높인 성과다.
연세대는 이인석 생명시스템대 교수팀이 '인체 장내 마이크로바이옴 참조 유전체(Human Reference Gut Microbiome, HRGM)'를 구축했다고 8일 밝혔다. 연구결과는 4일( 릴박스 현지시간) 국제학술지 '네이처 미생물학'에 공개됐다.
장내미생물은 물질대사와 면역, 신경계 등 다양한 생리 과정에 영향을 미친다. 지역마다 구성이 다른 장내미생물을 제대로 이해하려면 다양한 인구 집단을 아우르는 고품질 유전체 데이터가 필수적이다.
기존 장내미생물 유전체 데이터는 서구권에 편중되고 품질이 낮아 분석 결과 뽀빠이릴게임 의 정확도를 줄이거나 편향을 일으킨다는 점이 한계로 지목된다.
연구팀은 기존 장내미생물 유전체 지도에 포함되지 않은 국가들의 데이터를 추가해 총 41개국의 장내미생물 유전체 데이터를 통합 분석한 HRGM을 구현했다.
HRGM의 유전체의 완전성은 90% 이상, 오염도는 5% 이하로 고품질 기준을 만족한다. 완전성은 유전 게임몰 체 염기서열이 얼마나 빠짐없이 조립됐는지를, 오염도는 분석하려는 유전체 데이터에 다른 유기체나 인공적인 서열이 얼마나 포함됐는지를 말한다.
연구팀은 HRGM을 바탕으로 유전체 규모 대사모델(GEM)을 구축해 장내미생물의 대사 능력을 정량적으로 예측했다. 장내미생물 중 가장 풍부한 1000종 간의 대사적 협력 및 경쟁 관계를 지도화했다. 바다이야기무료머니 혼자서는 대사가 불완전해 모여 살아야 하는 인체 공생 미생물들의 대사적 상호작용 네트워크도 구축했다.
구축된 네트워크를 활용해 염증성 장질환, 대장암 관련 장내미생물들이 질환 특이적인 대사 네트워크를 보유하고 있다는 사실도 확인됐다.
이 교수는 "인체 장내미생물을 우리의 진정한 '두 번째 유전체'로 연구하려면 미생물 사이다쿨접속방법 관점을 넘어 고도화된 유전체 정보 분석 기술의 적용이 필요하다"며 "이를 위한 필수 요소가 바로 참조 미생물 유전체"라고 설명했다.
이어 "유전체는 모든 생체분자와 기능의 청사진을 담고 있어 이를 정밀하게 분석하면 장내미생물과 질환 간의 연관성에 대한 방대한 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대한다"며 "장내 유전체 카탈로그와 대사모델 자원은 향후 정밀 영양의학, 대사질환 예측, 마이크로바이옴 기반 치료제 개발 등 다양한 분야에서 공용 인프라로 활용될 것"이라고 밝혔다.
<참고 자료> - doi.org/10.1038/s41564-025-02206-1
[이병구 기자 2bottle9@donga.com]