세균 분류 및 분류학

세균 분류 및 분류학은 세균의 이름을 지정하고, 그들의 관계를 반영하는 계층적 시스템으로 배열하는 학문입니다. 현대 세균 분류학은 다상적(polyphasic)이며 계통발생적(phylogenetic)입니다. 이는 표현형, 화학분류학적, 유전체학적 증거를 결합하며, 리보솜 RNA 및 전체 유전체 서열 비교가 자연 분류의 근간을 제공합니다.

Definition

세균 분류학은 세균의 체계적인 분류, 명명법 및 식별을 다루는 학문으로, 유기체는 표현형, 화학분류학적, 유전체학적 유사성 및 진화적 관계를 기반으로 순위가 매겨진 분류군으로 그룹화됩니다.

Scope

이 주제는 세균 분류군이 정의되고 명명되는 원리, 표현형 기반 분류에서 분자 및 유전체 기반 분류로의 전환, 종을 구분하는 데 사용되는 기준, 그리고 표준 분류 단계(도메인, 문, 강, 목, 과, 속, 종)를 다룹니다. 이는 세균이 어떻게 분류되는지에 대한 참조 개요이며, 분류군의 목록은 아닙니다.

Core questions

• 세균 분류군은 어떤 증거를 바탕으로 정의되고 명명됩니까?
• 세균 종은 어떻게 구분되며, 어떤 유전체학적 임계값을 사용합니까?
• 분자 계통발생학은 세균 분류를 어떻게 변화시켰습니까?

Key concepts

• 도메인, 문, 강, 목, 과, 속, 종
• 다상 분류학
• 16S 리보솜 RNA 계통발생
• DNA-DNA 혼성화
• 평균 뉴클레오타이드 동일성 (ANI)
• 유전체 기반 종 구분
• 기준 균주 및 명명법

Key theories

3개 도메인 계통발생 분류

리보솜 RNA 서열 비교는 세포 생명체를 세균(Bacteria), 고세균(Archaea), 진핵생물(Eucarya)로 나누고, 분자 계통발생을 세균의 자연 분류의 기반으로 확립합니다.

다상 분류학

세균 분류군은 단일 특성이 아닌 표현형, 화학분류학적, 유전체학적 등 여러 독립적인 증거를 통합하여 규정됩니다.

Mechanisms

분류는 세균을 도메인부터 종까지 순위를 매기고, 식별은 미지의 분리주를 해당 계층 내에 배치합니다. 초기 분류는 표현형, 생리 및 화학분류학에 의존했습니다. 이후 소단위(16S) 리보솜 RNA 서열 비교는 안정적인 분자 계통발생을 제공하고 상위 분류군을 재편했습니다. 역사적으로 DNA-DNA 혼성화 및 다상적 특성 조합에 기반했던 종 구분은 평균 뉴클레오타이드 동일성(average nucleotide identity)과 같은 유전체 기반 측정으로 수렴되었으며, 현재는 전체 유전체 데이터가 대규모 표준화된 분류학의 기반이 되고 있습니다. 명칭은 공식적인 명명법 규칙에 따라 관리되며, 각 종은 지정된 기준 균주(type strain)에 고정됩니다.

Clinical relevance

분류학은 진단 실험실에서 세균 분리주를 보고하고 유기체를 해당 그룹에 대해 알려진 정보와 연결하는 데 사용하는 이름과 그룹화를 제공하며, 유전체 기반 방법은 임상적으로 관련된 종이 정의되고 식별되는 방식에 점점 더 많은 정보를 제공합니다. 이 항목은 분류 원리를 참조 자료로 설명하며, 개별 진단 또는 치료 결정의 근거가 아닙니다.

Evidence & guidelines

세균 명명법은 국제적으로 합의된 규칙과 분류학에 대한 위원회 보고서를 따르며, 계통발생적 근간과 종 기준은 리보솜 RNA 및 전체 유전체 비교에 대한 1차 문헌에 기반합니다. 현재는 큐레이션된 데이터베이스가 표준화된 유전체 기반 분류학을 배포하고 있습니다.

History

세균 분류는 표현형, 형태, 염색 및 생리를 시작으로 체계적인 매뉴얼의 연속적인 판에서 성문화되었습니다. 1970년대의 분자 계통발생학과 1990년의 3개 도메인 제안은 그 기반을 서열 비교로 전환시켰고, 유전체 시대는 종 구분을 DNA-DNA 혼성화에서 전체 유전체 측정 및 표준화된 유전체 기반 분류학으로 이동시켰습니다.

Debates

세균 종은 어떻게 정의되어야 하는가?

작동적 종 개념은 DNA-DNA 혼성화 및 다상 표현형 기준에서 평균 뉴클레오타이드 동일성과 같은 유전체 기반 임계값으로 전환되었으며, 표현형이 얼마나 많은 비중을 유지해야 하는지에 대해서는 여전히 논쟁 중입니다.

Key figures

• Carl Woese
• Peter Vandamme
• Donovan Parks
• Philip Hugenholtz

Seminal works

• woese-1990
• wayne-1987
• goris-2007
• parks-2020

Frequently asked questions

다상 분류학(polyphasic taxonomy)은 무엇을 의미합니까?

이는 세균 분류군이 단일 특성에 의존하기보다는 표현형, 화학분류학적, 유전체학적 등 여러 독립적인 종류의 증거를 통합하여 정의됨을 의미합니다.

오늘날 세균 종은 어떻게 정의됩니까?

종 구분은 DNA-DNA 혼성화에서 평균 뉴클레오타이드 동일성과 같은 유전체 기반 측정으로 이동했으며, 이제 전체 유전체 비교가 종을 정의하고 식별하는 데 핵심적인 역할을 합니다.