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차세대 염기서열 분석법을 이용한 변사자 유골의 세균 군집 분석과 법미생물학적 활용

Metagenomic analysis of postmortem-bone using next-generation sequencing and forensic microbiological application

미생물학회지 2020년 56권 1호 p.10 ~ 18
김효정, 조윤정, 이자현, 김효숙, 정주연, 김응수,
소속 상세정보
김효정 ( Kim Hyo-Jeong ) - 국립과학수사연구원 법유전자과
조윤정 ( Cho Yoon-Jung ) - 국립과학수사연구원 법유전자과
이자현 ( Lee Ja-Hyun ) - 국립과학수사연구원 법유전자과
김효숙 ( Kim Hyo-Sook ) - 국립과학수사연구원 법유전자과
정주연 ( Jung Ju-Yeon ) - 국립과학수사연구원 법유전자과
김응수 ( Kim Eung-Soo ) - 국립과학수사연구원 법유전자과

Abstract

인체 유래의 세균 군집 분석은 범죄 현장에서 개인식별을위한 정보 제공, 생물 테러 사건의 수사, 사후 경과 시간(PMI) 을 추정하는 등 법미생물학적 응용에 있어 큰 잠재력을 가진다. 그러나 인간 유골에서의 세균 군집에 대한 연구는 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 차세대 염기서열 분석법을 이용하여 변사자 유골의 세균 군집을 분석하였으며, 발견된 장소와각각의 시료에서 세균 구성 차이와 법미생물학적 활용 가능성을 살펴보고자 하였다. 총 94점의 골편을 사용하였으며 발견된 장소에 따라 해양(13점), 실내(34점), 야외(47점)로 나누어 살펴보았다. 세 그룹의 결과를 통합적으로 보았을 때, 공통적으로 Clostridium, Peptoniphilus, Sporanaerobactor 등의 속이 발견되었다. 반면, 해양 그룹에서 Steroidobacter, Azospirillum, Photobacterium, Vibrio, 실내 그룹에서 Ignatzschineria Tepidanaerobacter, Virgibacillus, Lactobacillus, 그리고 야외 그룹에서는 Thermodesulfovibrio, Cohnella, Sphaerisporangium, Aeromicrobium 등이 특이적으로 발견되었다. 환경그룹에 따라 특이적인 속이 발견되었으며, 개별 시료에서 또한 서로 다른세균 구성을 보였다. 주좌표분석(PCoA)을 이용한 세균 군집 분석 결과는, 대부분 시료가 발견 환경에 따라 그룹화(clustering) 되는 경향을 보였다. 따라서 변사자 유골 세균 군집 분석기법의 법미생물학적 활용이 가능할 것으로 사료된다.

Analysis of bacterial communities derived from humans has great potential in forensic microbiological applications, such as providing information for individual identification at crime scenes, investigating biological terror cases, and estimating of post mortem interval (PMI). However, there is insufficient research on the bacterial community in postmortem-bones. Therefore, we analyzed the bacterial community of the postmortem-bones using the next-generation sequencing method to examine the feasibility of forensic microbial applications. A total of 94 spicules were used, and they were divided into sea (n=13), indoor (n=34), and outdoor (n=47) groups according to the environmental conditions. The common genera Clostridium, Peptoniphilus, and Sporanaerobactor were found in every group.
On the other hand, Steroidobacter, Azospirillum, Photobacterium, Vibrio in the sea group, Ignatzschineria, Tepidanaerobacter, Virgibacillus, Lactobacillus in the indoor group, and Thermodesulfovibrio, Cohnella, Sphaerisporangium, Aeromicrobium in the outdoor group were found. A unique genus was found according to the environmental group, and showed different bacterial composition according to individual samples also.
Principal coordinates analysis (PCoA) showed that the bacterial community structure mostly clustered according to environmental groups. Our results demonstrate bacterial community analysis of postmortem-bone could be used for forensic microbiological applications.

키워드

bacterial community; forensic microbiology; metagenomics; microbiome; postmortem-bone

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