Living organisms are distinguished by their specified complexity.
-Leslie Orgel
1980년대에 PCR의 등장 이후, 차세대 시퀀싱(NGS)은 생물학 및 의학 분야에서 가장 중요한 요소 중 하나가 되었습니다. 저희 진화생물정보학 연구실에서는 대량의 유전체, 메타유전체 그리고 사람의 마이크로바이옴 데이터를 이용하여 미생물학과 생물정보학의 접합점에 집중하여 연구합니다. 저희 연구실은 항생제 내성과 새로운 병원균의 출현 및 인간의 건강과 관련있는 미생물의 종 분화 및 다양화에 있어 진화적 메커니즘을 이해하는 것을 목표로 하고있습니다. 또한, 미생물 종의 비교유전체 및 범유전체(Pan-genome)/핵심유전체(Core genome), 유전자군(genomic island) 데이터베이스, phylogenomics 파이프라인과 대규모 마이크로바이옴의 16S 및 shotgun 데이터베이스와 유전자 카탈로그 데이터베이스를 구축하고 있습니다.
2009년에 박테리아 종들의 단기적 진화가 수평적 유전자 이동(LGT)에 큰 기여한다는 것을 보고했습니다. 따라서, 주요한 병원균들과 그들의 메커니즘에서 수평적 유전자 이동의 발생을 찾아내는 것은 중요합니다. 다양한 알고리즘과 통계학적 방법론들을 대량 유전체 데이터에 적용함으로써 세균 진화와 다양성에 대한 전체적인 그림을 이전보다 훨씬 더 잘 이해할 수 있습니다.
최근 많은 연구에서 인간의 미생물, 특히 장내 미생물이 인간의 건강을 관리하고 이해하는데에 있어 핵심 열쇠인 것을 분명히 나타냅니다. 또한, 다양한 유형의 질병들이 장내 세균 커뮤니티와 관련이 있는 것이 알려져 있습니다. 우리는 최신 알고리즘을 적용(머신러닝, 딥러닝 포함)하여 마이크로바이옴 데이터, 특히 메타유전체의 NGS 데이터를 분석하는 방법을 개선하는데 중점을 두고 있습니다.
과학자들의 커뮤니티에 적절한 소프트웨어 도구와 데이터베이스를 제공하는 것은 생물정보학자의 핵심 역할 중 하나입니다. 수년에 걸쳐, 저희 연구실에서는 미생물학자 및 전염병 분야에서 일하는 사람들이 사용할 수 있는 일련의 소프트웨어 도구 및 데이터베이스를 배포 및 발표했습니다. 해당 소프트웨어들은 http://www.ezbiocloud.net/tools 에서 참고할 수 있습니다. 현재 저희 연구실은 세균의 종 분류 및 계통발생을 위한 웹 기반의 세균 유전체 브라우저와 도구들을 개발 및 연구하고 있습니다.