In the bioreactor of the wastewater treatment plant, pollutants such as nitrogen and sulfur are removed using microorganisms. Microorganisms in wastewater treatment plants are difficult to analyze due to a large number of inhibitors, particularly, in the case of a transcript, degradation starts immediately from the moment of departure from the environment, so an optimal method is required from the collecting step. This paper introduces a method for successfully collecting the genome and transcripts from microorganisms in wastewater and a method for analyzing them using various bioinformatics programs. By analyzing the results, the community of microorganisms in the wastewater was analyzed, and 13 metagenome-assembled genomes (MAGs) were identified to analyze their phylogenetic characteristics. Through these gene analyses, it was possible to know the biological reactions occurring in the wastewater, and to analyze the specific genes related to nitrogen cycle in more detail. And through transcriptome analysis, it is possible to know the activity of microorganisms at the time of sampling, not the general genetic characteristics, and compare the degree of expression for each gene. It can be applied to various studies using microorganisms in wastewater through the introduced method.
하수처리장의 생물반응조에서는 미생물을 이용하여 질소 등의 오염물질 제거가 이뤄진다. 하지만 하수 내 미생물에 대한 분석은 많은 부유물들로 인해 쉽지 않고, 특히 전사체의 경우 환경에서 벗어나는 순간부터 분해가 시작되기 때문에 채집 단계에서부터 최적의 방법을 요한다. 본 논문에서는 하수 내 미생물의 유전체와 전사체를 성공적으로 추출하는 방법을 소개하고, 이들을 다양한 생물정보학 분석 프로그램을 이용하여 분석하는 방법을 소개한다. 분석 결과 하수 내의 미생물들의 군집을 분석하였고, 13개의 메타지놈 기반 지놈을 규명하여 이들의 계통적 특성을 분석하였다. 또한 질소 순환에 관련된 기능유전자들에 대한 분석을 통해 하수 내에서 일어나는 생물학적 반응에 대해 알 수 있었고, 전사체 분석을 통해 채집 당시의 미생물들의 활성 및 유전자 별 발현 정도를 알아내어 비교하였다. 본 논문에서 소개된 방법을 통해 하수 내 미생물을 이용한 연구를 다양하게 진행할 수 있을 것이다.
