16S rRNA 서열 분석은 세균(Bacteria)과 고균(Archaea)을 동정하는 데는 표준적인 방법이지만, 진균(Fungi, 곰팡이 및 버섯 등)을 동정하는 데는 사용할 수 없습니다.

그 이유는 크게 세 가지로 요약할 수 있습니다.

1. 리보솜 구조의 차이 (원핵생물 vs 진핵생물)

가장 근본적인 이유는 진균이 진핵생물(Eukaryotes)이기 때문입니다. 원핵생물(세균, 고균): 70S 리보솜을 가지고 있으며, 이 중 소단위체(30S)에 16S rRNA가 포함되어 있습니다. 진핵생물(진균, 식물, 동물): 80S 리보솜을 가지고 있으며, 이 중 소단위체(40S)에는 16S가 아닌 18S rRNA가 포함되어 있습니다. 따라서 진균의 유전체에는 16S rRNA 유전자 자체가 존재하지 않습니다.

2. 18S rRNA의 한계 (해상도 부족)

그렇다면 "진균은 16S 대신 18S rRNA를 쓰면 되지 않느만?"라고 생각할 수 있습니다. 실제로 18S rRNA 분석을 하기도 하지만, 동정용으로는 한계가 있습니다. 18S rRNA 유전자는 진화적으로 매우 보존적(conserved)입니다. 즉, 종간의 서열 변화가 적습니다. 이 때문에 서로 다른 종임에도 불구하고 18S rRNA 서열이 너무 비슷하여, 종(Species) 단위까지 정밀하게 구별해내는 해상도(Resolution)가 떨어집니다.

3. 진균 동정의 표준: ITS (Internal Transcribed Spacer) 영역

진균을 정확하게 동정하기 위해서는 16S나 18S 대신 ITS 영역을 주로 사용합니다. ITS 영역은 리보솜 RNA 유전자들(18S, 5.8S, 28S) 사이에 끼어 있는 비암호화 부위입니다. 이 부위는 생존에 직접적인 영향을 덜 주기 때문에 변이 발생률이 높습니다. 따라서 종마다 서열 차이가 뚜렷하게 나타나므로, 진균의 종 수준 동정을 위한 '골드 스탠다드(Gold Standard)'로 사용됩니다.

요약

  1. 존재 여부: 16S rRNA는 세균용이며, 진균은 진핵생물이라 16S 대신 18S rRNA를 가집니다.
  2. 변별력: 18S rRNA는 변화가 너무 적어 종 구분이 어렵습니다.
  3. 대안: 진균 동정에는 변이가 많아 종 구분이 쉬운 ITS 영역을 사용합니다.