미 국립보건원(NIH)은 인체 내 미생물군 유전체 프로젝트(Human Microbiome Project)에 대한 재정지원을 시작한다고 오늘 (2008년 10월 7일) 발표했다. 이 프로젝트는 인체 내 미생물들 군집들이 어떻게 인체와 상호작용하여 인간의 건강 및 질병에 영향을 미치는지를 탐구하기 위한 노력의 초석이 될 전망이다. 대략 2120만 달러(한화 약 275억 원) 규모의 이번 연구비는 인체 내 미생물군 유전체 프로젝트를 위한 혁신적 기술 및 계산 도구 개발, 데이터 분석 조정 부문, 그리고 이 프로젝트의 윤리적, 법적, 그리고 사회적 영향(ELSI) 조사 부문에 지원된다.

인체 내 미생물군 유전체는 인체에 존재하는 모든 미생물들의 유전체를 의미한다. 2007년 출범된 NIH의 의학연구 로드맵의 한 분야인 이번 인체 내 미생물군 유전체 프로젝트는 인간의 건강을 개선하기 위해 미생물군 유전체에 대한 정보의 사용을 필요로 하는 연구자들을 위한 자원 생산을 위한 5개년 연구로 계획되었다.

NIH 원장인 엘리아스 저로우니(Elias Zerhouni) 박사는 "건강 및 질병에 영향을 미치는 미생물들이 우리 신체와 어떻게 상호작용하는지 이해하기 위한 틀을 구성하기 위한 연구자들의 노력이 오늘로 시작되었다"며, "새롭고 보다 비용 대비 효율적인 기술의 개발은 인체 내 미생물군 유전체에 대한 지식을 보다 광범위한 조건에서 예방, 진단 및 치료 부문에 적용시키는데 있어 필수적"이라고 말했다.

우선 연구자들은 600가지 미생물 유전체를 서열화하여 이를 집적할 계획이며, 최종적으로 1000가지 종류 이상의 미생물 유전체의 서열이 분석될 예정이다. 이 여분의 미생물 유전체들은 개별 NIH 소속 기관들 및 국제적으로 연구비를 지원받는 프로젝트에 의해 분석될 전망이다. 이렇게 모아진 데이터들은 건강한 자원자로부터 얻은 샘플에 포함된 미생물 군집들의 특성을 밝히는데 활용될 것이다. 이 샘플들은 소화관, 구강, 피부, 코 및 질 등 인체의 다섯 곳에서 채집된다.

건강한 사람들 몸에서 채집한 미생물 군집의 특성을 파악한 이후, 연구자들은 특정 질병 환자들의 미생물 군집 샘플 연구를 수행하게 될 예정이며, 이를 통해 특정 질병과 연관된 신체 부위에 존재하는 미생물군 유전체의 변화에 대해서 살펴볼 수 있게 될 것이다.

전통적으로 미생물학은 개별적인 미생물에 대한 연구에 초점을 맞추어왔으며, 따라서 인체의 미생물 전체에 대한 조사가 진행되기는 어려웠다. 그리고 미생물의 성장은 특정한 자연적 환경에 의존하기 때문에 실험실에서 미생물과 숙주 간 상호작용을 재현해내기도 어려웠다. 이러한 난관을 돌파하는 새로운 해법 중 하나로, 최근 DNA 서열화 기술의 발전에 따라 메타유전체 서열화가 보다 손쉽게 가능해지고 있다. 개별 미생물의 유전체에 초점을 맞추기 보다, 한 샘플 내에 존재하는 모든 미생물의 모든 유전체에 대한 분석을 진행하는 것이 메타유전체 서열화 기술이다.

이번 인체 내 미생물군 유전체 프로젝트의 첫 단계에서 연구비 지원을 받는 분야는 주로 인체 내 미생물군을 구성하고 있는 미생물들의 동정 과정을 발전시키는 작업에 집중되어 있다. 미생물 종들을 분류하는 한편, 유전자의 기능 및 위치를 추론하기 위한 서열 데이터 종합의 최적화를 위해 필요한 계산 도구 또한 이번에 지원받는 주요 부문이다.

NIH의 의학연구를 위한 로드맵을 관장하고 있는 포트폴리오 분석 및 전략적 이니셔티브 국의 앨런 크렌스키(Alan Krensky) 국장은 "새로운 도구 및 기술의 개발은 인체 내 미생물군 유전체 프로젝트의 목적 달성을 위한 역량 확충의 핵심 부문"이라며, "이번 프로젝트로 인해 방대한 양의 정보가 생산될 것이므로, 이를 처리할 수 있는 훌륭한 기술 및 분석 도구가 필요하다"고 설명했다.

이러한 신기술 및 계산 도구를 개발할 연구 책임자, 소속기관, 지원 기간, 연구비 규모 및 구체적인 연구과제 항목은 아래와 같다.

기술 개발 부문
- 유진 장(Eugene B. Chang), 시카고대 의학센터, 2년간 41만 달러: 결장 점막 관련 미생물 발견 기법 개발
- 앙드레 마흐지아리(Andre Marziali), 캐나다 Boreal Genomics, Inc., 2년간 77만 달러: 미생물 종 판별을 표준화하기 위한 DNA 추출 기법
- 데이빗 렐먼(David Relman), 스탠퍼드 대, 3년간 160만 달러: 단일 박테리아 세포 유전체학을 위한 마이크로 유동 도구의 최적화
- 토머스 슈미트(Thomas Schmidt), 미시건 주립대(MSU), 이스트 랜싱(East Lansing), 빈센트 영(Vincent Young), 앤아버 소재 미시건 대(University of Michigan, Ann Arbor), 3년간 130만 달러: 위장 점막 호기성 미생물의 배양 및 특성 판별
- 쿤 장(Kun Zhang), 유화 로(Yu-Hwa Lo), 샌디에이고 소재 캘리포니아대, 3년간 180만 달러, 단일 미생물 세포 유전체 서열을 위한 통합 랩온어칩 시스템 개발

계산 도구 개발 부문
- 대니얼 해프트(Daniel Haft), 크레이크 벤터 연구소, 3년간 160만 달러, 연산적으로 동조화된 단백질 집합, 규칙 기반의 특성화된 단백질
- 로빈 나이트(Robin Knight) 보울러 소재 콜로라도대, 3년간 110만 달러, 미생물군 구성 및 동학 이해를 위한 새로운 도구
- 미하이 팝(Mihai Pop), 칼리지팍 소재 메릴랜드대, 3년간 78만 달러, 인체 내 미생물군 탐색을 위한 종합 및 분석 소프트웨어
- 유첸 예 (Yuzhen Ye), 블루밍턴 소재 인디애나 대, 3년간 77만 달러, 인체 내 미생물군의 단편 종합 및 대사적 종 다양성 분석

한편 NIH는 발티모어 소재 메릴랜드대 의대의 오웬 화이트(Owen White) 교수가 이끌게 될, 인체내 미생물군 유전체 프로젝트 데이터 분석 및 조정 센터의 설립을 위해 향후 5년간 990만 달러(한화 약 128억 원) 규모의 협력 계약을 체결했다. 공공 재원을 통한 연구비 지원이니만큼 이번 프로젝트를 통해 생산된 데이터 역시 위의 데이터 분석 및 조정 센터뿐만 아니라 미 국립 생명공학 정보센터(National Center for Biotechnology Information)와 같은 공공 데이터베이스에도 저장될 예정이다.

그리고 향후 3년간 이번 연구의 윤리적, 법적, 사회적 영향을 조사하기 위해 클리블랜드 클리닉의 리차드 샤프(Richard Sharp)와 루쓰 퍼렐(Ruth Farrell)에게 약 120만 달러가 지원된다. 샤프 박사 연구팀은 특히 유익한 박테리아를 통한 치료법 및 여타 인체 내 미생물 연구를 통한 잠재적인 의료적 응용방법에 대한 환자들의 인식을 연구하게 될 것이다.

이번 인체 내 미생물군 유전체 프로젝트에 대한 보다 자세한 정보를 확인할 수 있는 웹사이트 주소는 아래와 같다.
www.nihroadmap.nih.gov/hmp/.

출처 : http://www.genome.gov/27528386