이 연구에서는 사람의 타액, 치주낭 플라크, 대변 샘플을 대상으로 16S V3-V4 Sequencing 과 16S Full Length Sequencing 을 비교 분석했습니다. 그 결과, 16S Full Length 시퀀싱이 16S V3–V4 부분 시퀀싱보다 종(species) 수준의 분류 정확도가 높다는 점을 확인했습니다.
Short Read (Illumina) : V3–V4 영역(약 460bp)만 시퀀싱
Long Read (PacBio) : Full-length(약 1,500bp) 시퀀싱 가능 (그림1)
▲그림1. 16S rRNA 길이와 구조
🧪 Mock community 실험 (그림2)
5종의 세균으로 구성된 두 개의 mock community를 각각 시퀀싱하여 결과를 비교했습니다.
16S V3-V4 : Actinomyces, Fusobacterium, Streptococcus 일부에서 species 수준 동정 실패, 거짓 양성(Pediococcus parvulus, 0.01%) 검출
16S Full Length : 모든 세균을 정확히 species 수준에서 동정
▲그림2. Custom mock communities – 종 수준에서의 상대적 풍부도
(I: 16S V3-V4, P: 16S Full Length)
🧬 인체 미생물군 샘플 비교 (그림3)
타액, 치주 플라크, 대변 샘플을 대상으로 16S V3-V4와 16S Full Length 결과를 비교했습니다.
Genus 수준: 두 서비스 모두 abundance 0.1% 이상인 속은 동일하게 검출
Species 수준: 16S Full Length 가 우수 → 공통된 종은 80% 이상이지만,
타액 17종,
플라크 7종,
대변 9종은 16S Full Length 에서만 확인
📌 세부 결과
Streptococcus (타액): 16S V3-V4 93.4% 미분류 vs 16S Full Length 29.7% 미분류
Prevotella (플라크): 16S V3-V4 32.5% 미분류 vs 16S Full Length 13%
Faecalibacterium: 두 서비스 모두 F. prausnitzii로 동정
Bifidobacterium: 16S V3-V4 45.8% 미분류 vs 16S Full Length 100% species 동정
▲그림3. 각 시료 유형에서 가장 풍부한 속(genus)에 대해 종 수준으로 분류된 결과
(I: 16S V3-V4, P: 16S Full Length)
✅ 결론
Mock community와 다양한 인체 샘플 분석 결과를 종합하면, 16S Full Length 는 16S V3-V4 보다 species 수준에서 34% 더 높은 정확도를 보여주며, 이는 건강·질환 관련 미생물 차이를 연구하는 데 특히 유리한 접근법임을 확인할 수 있습니다.
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