본 연구에서는 DNA 바코드, 즉 엽록체 DNA의 rbcL, matK와 핵 리보솜 DNA의 ITS 염기서열을 이용하여 한국산 도둑놈의갈고리족 식물들의 종 식별을 실시하였다. 총 5개속 25분류군(총 75개체)의 식물에 대한 염기서열이 밝혀졌고, DNA 바코드 구간 조합에 따라 neighbor-joining 계통수들이 작성되었다. 그 결과, 종 식별률은 DNA 바코드 3개의 구간을 모두 사용하였을 때 가장 높게 나타났다(72%). rbcL+matK+ITS 계통수에서 본 족의 두 개의 아족과 다섯 속들은 단계통군으로 유집되었다. 도둑놈의갈고리아족군에서 도둑놈의 갈고리속과 갈고리속이 된장풀속보다 더 가깝게 묶였다. 갈고리속군에서 큰도둑놈의갈고리는 개도둑놈의갈고리 복합체의 자매군으로 형성되었고, 개도둑놈의갈고리의 종내분류군들은 각각 단계통을 형성하였다. 특히 형태적 변이로 인해 도둑놈의갈고리의 변종 또는 개도둑놈의갈고리와의 중간형으로 인식된 바 있는 긴도둑놈의갈고리는 개도둑놈의갈고리와 가장 가깝게 묶였다. 한편 도둑놈의갈고리의 변종이나 이명으로 인식되어온 애기도둑놈의갈고리는 변종으로 판단되었다. 싸리아족군의 경우, 매듭풀속 분류군들은 계통수상에서 각각 단계통으로 지지되었으나, 싸리속의 식물 16분류군 중 9분류군만 종식별이 가능하였다. 특히 싸리속내 땅비수리절보다 싸리절에서 낮은 종판별 해상능이 나타났다(싸리절=28.5%, 비수리절=77.8%). 싸리속 식물 중에 비수리는 계통수상에서 형태적으로 유사한 자주비수리와 확연히 구분되었다. 잡종으로도 인식된 바 있는 해변싸리와 청비수리 중, 해변싸리는 독립종으로 판단되었다. 반면 청비수리는 잡종 여부를 판단할 수는 없었지만, 땅비수리와 근연 관계에 있는 것으로 사료된다.
당귀는 약용으로 널리 사용되는 대표적인 다년생 식물이다. 다양한 당귀 계통의 유전적 다양성에 대한 정보는 당귀의 유전자원의 발굴 및 보존의 차원에서 매우 중요하다. 당귀는 현재 한국에 등록 된 중요한 약용 식물 종이지만, 다른 나라의 다른 유사한 종과 구별 할 수 있는 분자표지가 없는 실정이다. 그러므로, 본 연구에서는 HRM 분석을 통해 국내 토종 당귀계통인 참당귀를 식별하기 위해 유전체 염기서열의 핵리보솜 DNA 내부(ITS)영역에서 단일염기다형성(SNP) 분자 표지를 개발하였다. 본 연구에서는 또한 5가지 당귀계통들의 혼합된 염색체 DNA 시료를 이용하여 HRM 분석을 수행하였으며, 최종적으로는 혼합된 염색체 DNA의 다양한 비율을 사용하여 혼용되는 대표적인 당귀계통인 참당귀와 중국 당귀를 재료로 HRM 분석을 진행하였다. 그러므로, 본 연구에서 개발된 SNP 분자표지는 다양한 지역 또는 국가에서 서식하는 당귀 계통들의 신속한 확인을 위해 매우 유용하게 이용될 것으로 생각된다.
본 연구에서는 간혹 흰바위취(Micranthes manchuriensis)와 동일종으로 취급되기도 하는 한국 고유종 구실바위취(Saxifraga octopetala)의 분류학적 지위를 알아보고자 수행되었다. 구실바위취의 계통학적 위치와 종의 경계를 확인하기 위해 두 종의 기준표본에 대한 형태적 검토와 핵 리보솜 DNA의 ITS 지역 염기서열에 대한 집중적인 계통분석을 시행하였다. 총 65개 구실바위취 개체는 ITS 계통수에서 하나의 무리를 이루면서 Micranthes 분기군(clade)에 포함되었고, 톱바위취 및 흰바위취와 가까운 계통 유연관계를 나타내었다. 중국과 러시아에서 채집된 다수의 흰바위취 개체 역시 독자적인 분기군을 형성하면서 M. nelsoniana var. pacifica 및 M. fusca와 자매군을 이루었다. 구실바위취의 실체가 모호했던 것은 흰바위취 개체와 톱바위취의 화서를 함께 포함하고 있는 복합표본인 Wilford의 채집품(흰바위취의 기준표본)을 Nakai가 잘못 관찰하였기 때문으로 생각되었다. 구실바위취와 흰바위취의 높은 형태적 유사성에도 불구하고 이들은 지하 포복경의 특징에 있어서 차이를 보였다. ITS 계통수에서 구실바위취가 Micranthes 내에 자리하는 것으로 나타나 구실바위취는 Micranthes 내에서 종의 지위를 유지하여야 할 것으로 판단되었고, 이에 따라 신조합명(Micranthes octopetala)을 발표하였다.
연구배경: 광역학 치료는 폐암 치료에 실질적으로 이용 가능하며, 많은 연구들에서 폐암 세포에서 세포사멸을 일으킨다는 것이 이미 알려져 있다. 그러나 이 세포사멸의 기전은 아직 정확히 알려져 있지 않으며, 이에 암세포의 전사에서 초기 변화가 어떻게 일어나는 지를 알아보기 위하여 실험을 수행하였다. 방 법: 광과민성 물질인 DH-I-180-3으로 A549 세포에 처리를 하고 광역학 치료를 한 후 관찰하였다. 광역학 치료 후 DEG kit를 이용하여 폐암 세포주에서의 유전자 발현을 보았으며, 유세포 분석기를 이용하여 세포 사멸을 측정하였다. 광역학 치료 후 의미있는 변화를 보인 유전자는 염기서열분석으로 확인하였다. 결 과: 유세포분석 결과 폐암세포주는 대부분 세포괴사에 의하여 사멸되었다.광역학 치료 후, 9개의 유전자에서 명확한 변화가 있음을 발견했으며 이 중8개의 유전자를 밝혀내었다. 3-phosphoglycerate dehydrogenase와 리보솜 단백질 S29의 유전자 발현이 증가되어 있었으며, carbonic anhydrase XII, clusterin, MRP3s1 protein, complement 3, membrane cofactor protein, ${\beta}$-1 integrin의 유전자 발현은 감소되어 있었다. 결 론: 본 연구는 광과민성 물질인 DH-I-180-3을 이용한 광역학 치료에서 폐암 세포의 세포사멸의 주된 기전이 세포괴사에 의해 이루어 진 것임을 밝혀냈으며, 이와 관련된 유전자들 대부분이 막단백의 변화를 통해 이루어짐을 알 수 있었다.
홍도고들빼기는 이전 연구에서 형태적 특성과 지리적 분포를 바탕으로 이고들빼기와 갯고들빼기의 잡종인 Crepidiastrum ×muratagenii로 제안된 바 있지만, 이에 대한 분자적 증거를 제시하지 못하였다. 본 연구는 홍도고들빼기의 잡종 기원을 밝히기 위하여 홍도고들빼기와 그 근연종의 추가적인 형태적 형질을 관찰하였으며, 핵리보솜 internal transcribed spacer (ITS) 구간과 엽록체 구간(trnT-L, trnL-F, rpl16 intron, rps16 intron)의 염기서열을 비교·분석하였다. 형태적 특성을 검토한 결과, 잡종형은 생육형, 줄기잎, 외총포편, 수과의 특성을 바탕으로 세 가지 유형으로 구분되었다. 분자 분석 결과, Type 1형과 Type 2형은 ITS 구간의 종식 별부위에서 혼성화가 관찰되었으며, 엽록체 구간에서는 Type 1형은 이고들빼기, Type 2형은 갯고들빼기 서열이 각각 관찰되었다. Type 3형은 ITS와 엽록체 구간 모두 이고들빼기와 동일한 서열을 보였다. Type 1형과 Type 2형은 이고들빼기와 갯고들빼기의 형태가 혼합되어 나타날 뿐 아니라, 분자 분석에서도 절영풀이 아닌, 갯고들빼기와 이고들빼기의 종식별부위에서 혼성화가 관찰되어 이고들빼기와 갯고들빼기의 잡종임을 지지하였다. 그러나 Type 3형은 형태적 형질이 다른 잡종형과 유사하나 외총포편이 이고들빼기와 유사한 점에서 구분되며, 분자 분석에서도 이고들빼기 서열과 동일하여, 이고들빼기의 생태변이로 판단되었다.
좀볼락 (Sebastes minor), 세줄볼락 (Sebastes trivittatus), 황볼락 (Sebastes owstoni) 및 노랑볼락 (Sebastes steindachneri)은 한국 동해 중부 이북해역에 서식하는 동해안 특산 어종이다. 이들 동해안 특산 볼락류의 분자진화를 이해하기 위하여 좀볼락과 세줄볼락의 미토콘드리아 유전체 (미토게놈)를 해독하였고, 한반도 주변 해역에 출현하는 16종 볼락의 미토게놈과 비교하였다. 좀볼락 및 세줄볼락의 미토게놈 전체 크기는 각각 16,408 bp 및 16,409 bp이었으며, 37개의 유전자 (13개의 단백질 코딩 유전자, 2개의 리보솜 RNA 유전자 및 22개의 tRNA 유전자)와 1개의 비암호화 영역으로 이루어져 있었다. 동해안 특산 볼락에 속하는 좀볼락, 세줄볼락, 황볼락 및 노랑볼락의 미토게놈을 분석한 결과, 유전체 구조, 뉴클레오티드 구성, 유전자 배열 등에서 매우 유사한 특징을 가지고 있었다. 또한 비암호화 영역인 조절영역에 잘 보존된 "ATGTA" 모티프(motif) 2개가 존재하는 것이 확인되었고, 특정 염기서열의 반복(tandem repeats)은 발견되지 않았다. 이들 동해안 특산 볼락류 4종의 미토게놈 염기서열 간에 차이는 단백질 코딩 유전자 영역보다 조절영역에서 더 큰 것으로 나타났다. 한반도 주변 해역에 출현하는 볼락속 어류의 미토게놈 정보를 이용하여 분자계통학적 유연관계를 분석한 결과, 16종의 볼락을 4개의 클러스터(cluster)로 그룹화할 수 있었고, 이 중에서 동해안 특산 볼락류 4종은 3개의 클러스터에 속해 있었다. 황볼락(S. owstoni)은 흰꼬리볼락(S. longispinis), 우럭볼락(S. hubbsi), 개볼락(S. pachycephalus), 황점볼락(S. oblongus), 황해볼락 (S. koreanus), 조피볼락 (S. schlegelii) 및 탁자볼락(S. taczanowskii)과 동일한 클러스터에 속하고, 세줄볼락 (S. trivittatus)은 누루시볼락 (S. vulpes)과 동일한 유전적 분기군으로 나타났다. 동해안 특산 볼락류 4종 중에서 좀볼락(S. minor)과 노랑볼락(S. steindachneri)은 동일한 클러스터로 분류되어 유연관계가 가장 높은 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 한국 동해 중부해역에 서식하는 볼락류의 진화양상을 이해하거나, Sebastidae 어류의 유전적 진화연구에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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