호흡기 미생물군은 건강과 질병에서 중요한 역할을 하며, 고처리량 시퀀싱 기술을 통한 정확한 특성 분석이 필요합니다. 본 연구는 호흡기 미생물 군집의 16 S rRNA 프로파일링을 위해 Illumina NextSeq 및 Oxford Nanopore Technologies (ONT) 시퀀싱 플랫폼의 비교 분석을 제공합니다. Illumina 시퀀싱은 높은 정확도와 짧은 리드 길이(~300 bp)로 잘 알려져 있으며, 속(genus) 수준의 미생물 분류에 널리 사용되지만 제한된 리드 길이로 인해 종(species) 수준의 해상도에 어려움을 겪습니다. 반면, ONT는 전체 길이의 16 S rRNA 리드(~1,500 bp)를 생성하여 더 높은 분류학적 해상도를 가능하게 하지만, 역사적으로 높은 오류율(5-15%)을 보였습니다. 알파 및 베타 다양성 분석은 Illumina가 더 높은 종 풍부성을 포착했음을 나타냈으며, 군집 균일성은 플랫폼 간에 유사했습니다. 베타 다양성 차이는 돼지 샘플에서 유의했지만 인간 샘플에서는 그렇지 않았으며, 이는 복잡한 미생물군에서 시퀀싱 플랫폼 효과가 더 두드러짐을 시사합니다. 분류학적 프로파일링은 Illumina가 더 광범위한 분류군을 탐지하는 반면, ONT가 지배적인 세균 종에 대한 향상된 해상도를 보임을 보여주었습니다. ANCOM-BC2 차동 풍부성 분석은 플랫폼 고유의 편향성을 강조했으며, ONT는 특정 분류군(예: Enterococcus, Klebsiella)을 과대표하며 다른 분류군(예: Prevotella, Bacteroides)을 과소대표했습니다. 이러한 결과는 연구 목표에 따라 플랫폼 선택을 조정해야 함을 강조합니다: Illumina는 광범위한 미생물 조사에 이상적이며, ONT는 종 수준의 해상도와 실시간 응용 분야에 뛰어납니다. 향후 연구는 임상 및 전임상 환경 모두에서 미생물군 특성을 개선하기 위해 두 기술의 장점을 활용하는 하이브리드 시퀀싱 접근 방식을 탐구해야 합니다.
Key Points
- Illumina 다음세대 시퀀싱은 높은 정확도와 짧은 리드 길이로 속(genus) 수준에서의 미생물 분류에 적합하지만, 종 수준에서는 어려움이 존재합니다.
- ONT 시퀀싱은 전체 길이의 16 S rRNA 리드를 생성하여 더 높은 분류학적 해상도를 가능하게 하지만, 역사적으로 높은 오류율을 가집니다.
- 향후 연구는 두 플랫폼의 강점을 결합한 하이브리드 시퀀싱 접근 방식을 고려하여 미생물군 특성을 개선해야 합니다.