COG 방법을 이용하여 진핵생물이 아닌 원핵생물만 가지는 COG를 구하였다. 그 중에서 새로운 분류의 키로 uridylate kinase인 COG0528를 사용해서 원핵생물을 새로 분류한 결과, 같은 속의 세균들이 높은 bootstrap value값으로 분류도에서 분리되고 고세균 내부의 응집성이 높은 특징을 보였다. 따라서 원핵생물을 분류할 때 16S rRNA 유전자의 사용시 생기는 유연관계의 과대 혹은 과소평가의 문제점을 보완하기 위해 Uridylate kinase를 이용한 분류를 사용할 수 있다. 특히 bootstrap value가 높은 같은 속이나 종에서 사용하기에 효과가 좋은 것으로 사료된다.
<p>Fig. 1을 보면 uridylate kinase 유전자를 이용한 분류에서는 16S rRNA 유전자를 이용한 분류와 공통점과 차이점이 있는 것을 알 수 있었다. 공통점은 첫째 uridylate kinasi를 이용한 분류가 16S rRNA를 이용한 분류처럼 같은 속(genus)에 속하는 세균들은 아주 높은 bootstrap value를 갖고 같은 위치에 분포하는 것으로 드러났다. 둘째 고세균내부의 응집성이 높은 것을 알 수 있었고 16S rRNA와 같이 Crenarchaeota인 Aeropyrum pernix (Ape)가 상대적인 상관관계가 낮게 나왔다. 셋째 고세균 그룹이 진정세균의 Firmicutes 그룹 일부와 상관관계가 상대적으로 높게 나왔다.</p> <p>하지만 16S rRNA와의 차이점을 보이는 부분도 있었는데 첫째 Firmucutes에 속하는 세균들이 3 군데로 흩어지고 gamma-Proteobacteria에 속하는 일부 세균도 다른 세균들과 그룹을 형성하는 것으로 나타났다. 둘째 Proteobacteria의 alpha와 epsilon 그룹들이 분류도에서 \( 16 \mathrm { ~S } \) rRNA와 다른 결과를 보였다. 셋째 기타 진정세균으로 분류하였던 세균들이 16S rRNA에서 하나의 그룹을 형성했던 것과는 달리 진정세균의 Spirochaetales에 속하는 Treponema pallidum (Tpa)와 Borrelia burgdorferi (Bbu)가 고세균과 유연관계가 높은 것으로 드러났다. 넷째 16S rRNA를 이용한 분류에서는 gamma-Proteobacteria가 고세균과 유연관계가 먼 것으로 나타났는데 uridylate kinase를 이용한 분류에서는 gamma-Proteobacteria의 일부는 16S rRNA보다 고세균과 유연관계가 높은 것으로 나타났다. 이러한 양상은 최대절약법 (parsimony)을 이용한 결과에서도 유사한 것으로 나타났다. 유전자의 수평전달에 의한 영향일 가능성도 있으나 비교대상 모든 세균이 공통적으로 보유하고 있으므로 원시조상세균으로부터 보유하고 있었을 가능성이 더 높을 것으로 사료되었다. 이 등은 유전자 하나를 이용한 분류가 아닌 전체 게놈이 보유하고 있는 유전자중 현재 알려진 3800 여개의 ortholog의 보유유무에 따른 분류를 시도하였다. 그 보고에서도 Proteobacteria의 경우 16S rRNA와 일치하는 부분과 일치하지 않는 부분이 있는 것을 알 수 있었다.</p> <p>COG0528인 uridylate kinase의 경우 16S rRNA 유전자처럼 보존성이 아주 높지는 않았지만 오히려 이러한 점이 16S rRNA 유전자의 아주 높은 보존성에 의해서 생기는 유연관계의 과소 혹은 과대평가를 줄일 수 있을 것이며 16S rRNA와 상호 보완적인 결과로 원핵생물의 정확한 분류에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다. 한편 고세균의 경우 COG0358 (bacterial primase)을 그리고 Eub-acteria의 경우 COG0195 (transcription elongation factor)를 이용한 분류까지 첨가된다면 보다 정확한 분류가 가능 할 것으로 사료되었다. 본 연구결과는 16S rRNA 유전자만을 이용하여 분류할 때 단점을 보완하는데 이용가능할 것이며, 특히 bootstrap value가 높은 같은 속이나 종에서는 16S rRNAA를 이용한 분류와 동등하게 사용될 수 있을 것이다.</p> <h1>요 약</h1> <p>원핵생물 (procaryote)의 분류에 16S rRNA 유전자가 많이 이용되어 있으나 제한된 해상력과 유전자의 수에 차이가 있는 등의 문제가 있어 이를 보완할 수 있는 새로운 생체분자를 찾고 그 분류 결과를 16S rRNA의 결과와 비교하였다. COG (Clusters of Orthologous of protein) 방법을 이용하여 43종의 미생물중에서 진핵생물을 제외한 42종의 원핵생물 (procaryote)에서만 발견되는 3종류의 COG인 Transcription elongation factor인 COG0195과 bacterial DNA primase인 COG0358 그리고 uridylate kinase인 COG0528를 구하였다. 이중 유사도와 유전자 수를 바탕으로 새로운 분류의 키로 uridylate kinase를 설정하여 분석한 결과, 같은 속 (genus)에 속하는 세균들은 아주 높은 bootstrap value를 갖고 분류도에서 같은 위치에 분포하고 고세균 (Archaebacteria) 내부의 응집성이 높은 등의 유사성을 보였다. 한편 alpha와 epsilon 그룹의 Proteobacteria가 분류도에서 다르게 위치하고 진정세균 (Eubacteria)의 Spi-rochaetales에 속하는 Treponema pallidum (Tpa)와 Borrelia burgdorferi (Bbu)가 고세균과 유연관계가 높게 나타나는 등 차이점도 보였다. Uridylate kinase를 이용한 분류는, 아주 높은 보존성에 의해서 생기는 16S rRNA 유전자를 이용한 문제점을 보완하여 원핵생물의 정확한 분류에 기여할 수 있을 것으로 사료되었다.</p>