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[스크랩] 마이크로바이옴 R&D 및 산업화를 위한 전략
김해김씨99대손
2023. 2. 6. 16:56
- 출처 : 바이오인
- 등록일 : 2022-10-26
- 링크 : https://www.bioin.or.kr/board.do?num=318365&cmd=view&bid=watch&cPage=1&cate1=all&cate2=all2&s_str=
마이크로바이옴의 정의
마이크로바이옴은 미생물군집과 유전체의 합성어로 인간, 동·식물, 토양, 바다, 대기 등에 공존하는 미생물 군집과 유전체 전체를 의미
※ 마이크로바이옴(microbiome) = 미생물군집(microbiota) + 유전체(genome)
- 기존 개별 미생물 분석 연구에서 벗어나 숙주 생물(인체, 동·식물 등)과 미생물 간의 상호작용을 유전체학에 기반한 연구 및 기술을 의미
- 마이크로바이옴은 다양한 곳에서 정의하고 있지만 동 보고서에서는 다음 표와 같은 의미를 종합한 용어를 마이크로바이옴으로 정의
- 기존 마이크로바이옴의 정의에서는 인간의 몸에 서식하는 미생물의 집합체만을 의미하는 것으로 쓰였지만, 최근 연구에서는 다양한 환경에서 존재하는 미생물 군집을 마이크로바이옴의 범위에 포함
| 출처 | 정의 |
| 사전적 정의 | 마이크로바이옴은 ‘미생물(Microbe)과 생태계(Biome)의 합성어 |
| 분자·세포생물학백과 | 미생물군집 혹은 미생물총은 주어진 환경에서 생존하고 있는 모든 미생물의 집단 전체를 지칭하는 용어 |
| 한경경제용어사전 | ‘인간의 몸에 서식하며 공생하는 미생물’인 마이크로바이오타(Microbiota)와 게놈(Genome)의 합성어 |
| Dictionary.com | The totality of microorganisms and their collective gentic material present in or on the human body or in another environment |
| Science紙논문 | • 마이크로바이옴은 인체에 존재하며 우리 몸을 함께 공유하며 살고 있지만, 그동안 건강이나 질병의 원인으로 거의 간과되어 온 상재균·공생균·병원균 등 모든 미생물들의 “총합” (노벨 생리의학상 수상자인 컬럼비아대학의 레더버거 교수와 맥크레이 교수의 2001년 사이언스지 기고 논문 발췌) |
| Microbiome紙논문 | 특정 환경에 존재하는 모든 미생물 유전체(Genome)의 결합으로 특정 환경에 존재하는 미생물 군집을 의미하는 마이크로바이오타(Microbiota)와 한 개체의 모든 유전 정보를 의미하는 유전체(Genome)의 합성어 |
※ 출처: 세계보건기구(WHO), 국제식량농업기구(FAO), 2001; 과학기술정보통신부, 국가 마이크로바이옴 이니셔티브 기획 보고서, 2022.5
마이크로바이옴 연구를 촉진하는 디지털 기술
| 기술 | 빅데이터 해석학 | AI/ML 예측 분석학 |
| 설명 | - 빅데이터는 메타데이터 큐레이션 및 데이터 유형 통합 - 고급 마이크로바이옴 데이터의 시각화 |
- AI/ML 도구는 마이크로바이옴 연구 결과를 특성화하기 위한 분석 플랫폼을 생성• 통계적 ML 분석 도구는 미생물 구성 및 기타 공변량(covariate, 여러 변수들이 공통적으로 함께 공유하고 있는 변량)을 기반으로 표현형을 예측 |
| 장점 | - 빅데이터는 클라우드를 기반으로 마이크로바이옴 데이터 세트를 대량 및 빠르게 계산 | - ML에서 딥러닝 알고리즘은 대량의 마이크로바이옴 데이터 분석이 가능 - 예측 분석학은 다양한 질병을 너무 늦지 않게 적절한 시기에 진단할 수 있음 |
| 방법 | - 클라우드 기반의 도구와 소프트웨어는 데이터 처리 및 분석을 강화 (예: Qiita, GNPS) | 모델 개발 - 미생물 분류학적 표현 및 분화 이해와 질병 예측에서의 숙주 표현형을 추론하기 위한 모델 개발(예: DeepARG) - 개별화된 의약품을 결정하기 위한 마이크로바이옴 기반의 예측 모델 |
| 상용화 상태 | - 빅데이터는 애플리케이션 전반에 걸쳐 마이크로바이옴 데이터를 관리하고 활용하기 위해 상업화되고 지속적으로 업데이트 됨 | - ML은 마이크로바이옴 데이터 분석을 위한 연구에서 점점 더 많이 사용되고 있음 - 예측 분석 모델은 질환의 결과를 이해하기 위한 연구에서 사용됨 |
| R&D 포커스 영역 | - 데이터베이스 저장소(repository), 클라우드 기반의 데이터 공유 | - 숙주 마이크로바이옴(host-microbiome) 상호작용을 기반으로 하는 연구 및 제품 개발 - 질병 예측을 기반으로 하는 마이크로바이옴 연구 및 제품 개발 |
※ 출처: Frost&Sullivan, Technology Enablers Facilitating Microbiome Adoption in Research and Development, 2021.12; 국가생명공학정책연구센터 재가공
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