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MLST #
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Experiment

MLST(Multi-locus sequence typing) #

세균을 분류하는 분자 수준의 방법에는 여러가지가 있으며, 대표적으로 DNA:DNA hybridization, Ribotyping, MLST, Fatty acid analyses, rRNA sequencing 등이 있다. rRNA sequencing, Ribotyping이 비교적 쉽고 간단하게 이용되는 방법이지만 하나의 유전자에만 초점을 맞춰 분석이 되기 때문에 제한적이다. 따라서 MLST 방법을 많이 활용하고 있다. MLST는 Multi-Locus Sequence Typing의 약자로 약 6~7개의 house keeping 유전자를 PCR 증폭하여 염기서열을 확인한 후 그 차이를 비교함으로써 동일 종 내의 균주들의 특성을 확인할 수 있는 방법이다.

MLST 분석 과정 #

먼저 6~7개의 house-keeping gene을 PCR을 이용하여 증폭하고 그 절편을 시퀀싱한다. 이 후 유전자 서열을 기 발견된 MLST 데이터베이스와 비교하여 대립유전자(allele) 수와 염기서열 형을 체크하는 프로파일을 수행한 후 전체 시퀀스 타입(Sequence type, ST)이 결정된다. Allelic profile 또는 sequence type(ST) 사이의 차이점에 근거하여 새로운 ST가 발견되면 계통발생학적으로 다른 분류로서 데이터베이스에 추가할 수 있다. House keeping gene이란 세포에서 항상 일상적으로 발현되는 단백질들을 암호화한 유전자들을 의미하므로 여러개의 유전자를 이용하지만 종(species) 수준 이상의 분류는 불가하다.

MLST 응용 #

주로 세균 동정에 이용되며, 일반적으로 색 역학적 방법(항원-항체반응을 이용한 응집반응, ELISA 동정 등)을 사용하는데 다양한 대립 유전자 조합을 통해 매우 밀접한 유연관계가 있는 균주까지도 구별할 수 있다. MLST에서 가장 활발하게 이용되고 있는 분야는 의학으로 균주마다 병원성을 가지고 있는 세균은 그렇지 않은 세균과 차이를 분리해 내는것이 매우 중요하다. 이런 분류에 MLST는 굉장히 효과적인 분석 방법이 될 수 있다.

wgMLST와 cgMLST #

MLST는 지난 15년 동안 박테리아의 분자 유형 지정에 대한 유용성이 입증되었다. 현재는 NGS 플랫폼의 발전으로 박테리아 게놈의 서열 결정을 빠르고 비용이 효율적인 차세대 시퀀싱이 점점 더 sanger 시퀀싱을 대체함에 따라 기존 MLST가 전체 게놈 MLST(wgMLST)로 확장 되고 있다. 더 많은 유전자좌(일반적으로 1500 – 4000)가 wgMLST에서 고려되기 때문에 훨씬 더 높은 타이핑 해상도를 얻을 수 있다.

전체 게놈의 wgMLST는 대립유전자 변이의 개념을 기반으로 한다. 여러 위치의 재조합 및 삭제 또는 삽입이 단일 진화 이벤트로 계산되며 이 접근법은 점 돌연변이만을 고려하는 접근법보다 생물학적으로 더 적절할 수 있다.

이 기술의 주요 단점은 대립 유전자 큐레이션이 필요하다는 것이다. 적절한 자동화 도구가 없는 경우 수천 개의 유전자좌에 대해 일관된 대립유전자 정보를 유지하는 것은 굉장히 어려운 작업이다. 이를 수용하기 위해 자동화된 큐레이션 도구가 필요하며, 공통적으로 사용 가능한 sheme이 아직까지 분석을 진행하는 한계의 요소로 작용하고 있다.

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