metagenomics를 위한 잡다지식 but 완전 기초

누구랩의 분석레포트를 보는데 미생물의 분류학적 개념부터 나온다. 이것 부터 제대로 정립해야 하는게 사실이다. 그래서 정리해보자.


미생물이란
미생물(microbe) 라고 함은 바이러스(virus), 세균(bacteria), archaea,균류(fungi), 원생생물(protist) 로 나뉜단다. 
한국말로 하면 원생이랑 원핵 생물이라하면 헷갈리는데 원핵은 하나의 핵이란게 아니라 원시핵을 의미 하는 것으로 prokaryote을 말한다. 반면 protist은 eukaryote으로 대부분 단세포 생물. 
그럼 protist와 fungi가 뭐가 다르냐?(둘다 eukayote인데..) 아래 링크. 우선은 protist는 거의 단핵 생물. 그리고 fungi는 주로 saprotrophic (sapros+trophic = rotten+food = cell 밖에서 음식을 썩혀서 영양분을 soluble 하게 만든담 uptake). 그리고 세포벽도 차이.
archaea는 핵이 없는데 원핵 생물(prokaryote)과는 다른데 가장큰 차이는 세포벽을 구성에 큰차이 세포막에 있어서는 진핵생물과 차이.그런데 분자 생물학적으로 보면 eukaryote와 유사한 측면이 있다(chromatin 구조랑 RNA polymerase와 start codon도 eukaryote랑 유사).
자세한건 아래 링크
archea : http://100.naver.com/100.nhn?docid=828465
protist : http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=4203
difference between protist & fungi : http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20080508155624AAVlMGj


종의 분류 in prokaryote
fungi랑 protist의 종의 개념은 형태나 reproductive behavior 에 많이 의존한다고 한다. 반면 prokayote의 종의 개념은 분자계통학적 연구방법에 따라 분류가 되는데 다음과 같은 두가지 기준이 있다. 두종이 구별되기 위한 조건 1. genome sequence가 달라야 한다. 그럼 어느정도? DNA-DNA hybridizaion 비교 일시 70% 이하로 hybridization되야 하고 2. 16sRNA 비교시 sequence similarity가 97% 이하여야 한다. 3. 단 위 두조건이 충족되더라도 형태나 생리적 표현 형질의차이가 없으면 다른 종으로 분류 할수 없다.


microbial community analysis (어떤 미생물이 얼마만큼 있는지 분석)
DGGE, TGGE, t-RFLP, SSCP 는 PCR로 16S rRNA gene을 증폭한담에 전기 영동으로 gel 상에 band의 형태로 미생물 군집의 변화를 본다. 음. 말 그대로 gel 걸어서 비슷한 것들끼리 분리되서 뭉치니까 그걸로 판단을 하는거 같고 근데 이것으론 데이터베이스와 그리고 종의 정보는 얻지 못함.
species richness : 시료내 종의 수 
OTU (operational taxonomic unit)으로 분류 대상이 되는 생물체의 개체 또는 군. 거의 종을 의미, 그러니까 species richness를 구한다는건 OTU의 수를 수한다는 구한다는 것과 동일하다고 할수 있을거 같다. 
1.일차적으로 read들을 filtering을 잘해서(quality filter, barcode & primer trimming) 2.CD-HIT과 같은 프로그램으로 read들을 clustering 후 3. 통계적 방법으로 실제의OTU를 추정 3.전체적인 종의 분포를 나타내는 diversity index를 구함.


의문점 및 checklist
1.누구랩 레포트를 보아하니 query를 blastn도 하고 megaBlast도하는데.. 음 왜 그러지 blastn만 하면 megablast 까지 커버가 되는거 아닌가? 굳이 둘다 하는 이유가 있나. 
2.그리고 blast후 비슷한 시퀀스를 뽑아낸 다음에 global alignment 를 하는데 여기서 말하길 clustalW의 것과 동일한 것을 사용한다고 하는데 (http://bioinformatics.oxfordjournals.org/content/4/1/11.abstract) 이건 일반적으로 알고 있는 needleman이랑은 다른 것인가?
3.read trimming을 할때 pairwise alignment를 해서 barcode와 primer를 제거해야 하는데 이를 어떤식으로 할것인가?
4.CD-HIT 관련 논문
5.species richness 의 통계적 추정 관련 논문
6.Mothur program
7.쌍둥이 내장내 miocrobiome metagenomics 논문