<h1>서 론</h1><p>차세대염기서열분석(Next generation sequencing, NGS)의 개발은 비배양성 미생물을 포함하여 수백만 마리의 미생물을 동시에 screening하는 것을 가능하게 했다. 대부분의 장내미생물이 비배양성으로 관련 연구진행에 어려움이 있었기에 NGS의 개발은 이에 대한 연구에 크게 기여하였다. 그에 따라 건강과 장내미생물이 밀접한 관련이 있으며, 그러한 장내미생물의 중요한 역할에 대한 많은 보고가 있다. 특히 장내미생물은 숙주의 소화효소로는 분해가 가능하지 않은 식이섬유를 포함한 음식물 성분을 분해하여 단쇄지방산(Short chain fatty acids, SCFAs)을 생산한다. 이러한 SCFAs는 신체 내에 에너지대사 조절, 면역반응 강화, 밀착연접 (Tight junction) 조절, 그리고 신경기능 향상(reference)과 같은 다양한 기능이 있다고 보고되어 있다. SCFA 중 acetate, butyrate, propionate는 장내미생물이 생산하는 주요 SCFAs이며, 그 양은 장내 총 SCFAs의 \( 90 \% \) 이상을 차지한다. 특히 butyrate는 결장(colon)내 에너지 공급, 점액층(mucus layer) 형성, 결장내 \( \mathrm{pH} \) 유지, 병원성박테리아 감소, 장 투과성 조절 등과 같이 다양하게 건강에 유익한 영향을 미친다고 보고되고 있다. 또한 장내 유익균의 증가로 인한 항비만 효과, 항염증 효과, 그리고 심지어 스트레스 내성 효과에 대한 보고가 있다. 장내미생물은 식이 요법, 연령, 투약 유무, 유전적 차이 및 거주지역과 같은 다양한 요인들의 영향을 받으며, 이 중 식이요법은 항생제를 제외하고 장내미생물에 가장 큰 영향을 미치는 요소로 알려져 있다. 즉, 섭취하는 음식에 따라 장내미생물생태의 유형이 달라지는 것이다. 단기간의 식단조절은 장내미생물생태에 크게 영향을 주진 못하지만, 장기간 불균형 식단 섭취는 장내 dysbiosis를 유발시킨다. 이에 따라 다양한 기능성 식품은 장내미생물의 불균형 회복에 도움을 주기 위해 개발되고 있다. 이러한 기능성 식품은 생리활성 화합물(i.e. polyphenols)이 함유된 식품뿐만 아니라 건강에 유익한 효과를 갖는 균주를 뜻하는 probiotics, 이러한 probiotics의 에너지원인 prebiotics, 이 둘을 합친 synbiotics 까지 포함한다. 이전의 연구들에서 이러한 기능성 식품들이 건강한 장내미생물생태를 구성하는데 도움된다고 보고되고 있지만, 실질적으로 이러한 기능성 식품이 모든 사람들에게 효과적이라는 사실은 거의 입증되지 않았다. 기능성 식품의 효과를 입증하기 위해서는 ex-, in-vivo 실험이 필요하며, 그로 인해 동물실험을 이용한 장내미생물생태 분석이 많이 진행되고 있으나 동물실험은 비용적, 시간적, 윤리적인 문제점을 가지고 있다. 또한 일반적으로 미생물마다 선호하는 소화 기질이 다르기에 결장에 도달한 섬유소는 장내미생물의 구성에 따라 다르게 분해된다. 장내미생물 생태는 생체 지문이라고 불릴 정도로 사람마다 다양하게 구성된다. 따라서 기능성 식품의 효과는 개인의 장내미생물 생태에 따라 달라진다고 사료된다.</p><p>따라서 본 연구는 in vitro에서의 장내미생물생태 분석을 이용한 식품 건강기능성 평가에 대한 가능성을 연구하고자 수행하였다. 본 연구에서 사용한 in vitro system은 인체 소화과정을 모방한 Gastrointestinal digestion (GID)을 사용하였으며, 그로부터 얻어지는 GID 산물을 Fecal fermentation (FF) 과정을 거쳤다. 그에 따라 변화하는 장내미생물생태를 분석하여 개인별로 나타나는 식품 건강기능성을 평가하는 방법에 대한 가능성을 조사하고자 한다.</p>
비배양성 미생물은 물론 다른 수백만 마리의 미생물을 동시에 screening할 수 있게 만든 것은 무엇일까?
차세대염기서열분석