애긴노린재는 긴노린재과에 속하며 한국을 포함한 동아시아 국가의 다양한 곡물 및 관상용 식물의 주요 해충으로 여겨진다. 본 연구에서는 애긴노린재의 17,367 bp 미토콘드리아 유전체에서 13개의 protein-coding genes, 22개의 transfer RNA genes, 2개의 ribosomal RNA genes과 non-coding A+T rich region를 확인하였다. G+C content는 23%로 나타났고 다른 긴노린재과와의 염기서열 유사성이 N. cymoides (94.5%), N. fuscovittatus (91.7%)으로 높은 것을 발견하였다. 애긴노린재의 미토콘드리아 유전체 정보는 향후 긴노린재과의 진화 연구와 해충 방제를 위한 정보로 널리 사용될 수 있다.
북서태평양 표층에서 채집한 후기 자어 (2.2 mm BL)의 미토콘드리아 전장 유전체를 근거로 Himantolophus groenlandicus로 동정하였다. 후기 자어는 둥근 몸통, 작은 이빨, 발달하기 시작한 등 지느러미, 아래 부분이 들어간 눈, 그리고 지느러미, 정수리, 등 부분에 분포하는 흑색소포를 가졌다. 이러한 특징은 크기가 유사한 동종으로 보고된 자어(2.1 mm BL)와 차이가 컸다. 본 연구 자어의 유전적, 형태적 특징은 유사종의 동정에 유용할 것이다.
한국인 최초 전체 유전체 서열(KOREF; Koreanindividualgenomesequence) 은 한국인을 위한 참조 서열로써 사용될 수 있다. 2009년 1월에 남성 한국인 유전체를 솔렉사(Solexa)를 통해 전장서열을 결정하였다. 이는 NCBI의 인간게놈프로젝트에서 생산한 게놈의 99.83%를 커버하며, 또한 NCBI게름서열의 약 20배를 커버할 정도의 유전체 서열을 결정하여 매우 높은 정확도를 가진 한국인 고유유전체이다. 한국인 유전체 서열의 분석결과 현재까지 밝혀지지 않았던 한국인 특이적인 3백만 개의 SNP를 밝혀냈다. 먼저 보고된 중국인 게놈은 한국인 게놈과 매우 가까운 민족 그룹임에도 불구하고 38%(3,186,352 SNP중에 1,217,362 SNP) 의 특이적인 차이를 나타내었으며, 또한 미토콘드리아 서열 비교를 통해서도 특이적인 다양성을 보여주는 SNP데이터를 확인 할 수 있었다. 차세대 게놈서열결정의 기술은 적은 노력과 비용으로 인간 유전체 데이터를 얻을 수 있게 되었으며, 이러한 개인유전체 데이터는 개인유전체 의학으로 가는 초석이 될 것이다.
융복합 패러다임의 도입은 방대한 유전체 정보의 분석을 위한 컴퓨팅 기술의 연구 및 개발 또한 활발히 진행되고 있다. 최근 유전체 분석 서비스 유형은 개인의 유전체 정보(personal genome analysis)를 읽어서 특정 질환들의 발병 확률 등을 알려주고, 해당 질병을 예방할 수 있도록 식습관, 라이프 스타일등의 변화를 꾀하도록 맞춤형의 서비스를 제공하고 있다. 생물의 특성을 결정하는 정보는 유전자이며, 이 유전자는 DNA 염기서열에 따라 결정되므로, 유전체 정보의 분석기술은 정확하고 빠르게 수행되어야 한다. 정확한 유전체 분석을 빠르게 수행하기위해 K-Mean 클러스터링 기법을 활용하였으며, 코돈 데이타 패턴을 추출하여 유전체 정보 분석에 적용하였다. 또한, 미토콘드리아 데이타군을 실험사례로 제공한다. 본 연구의 결과, 제공된 분석 데이타를 통해 기존의 문자열 형태의 유전체 분석 기법을 이미지 패턴 형태로 추출이 가능하며, 패턴형태의 이미지는 분석시간의 단축과 정확도를 높인다.
양태과는 경제적으로 중요한 저서성 바닷물고기로써 인도태평양과 지중해의 열대 또는 온대지역의 하구역에 서식한다. 이번 연구에서 우리는 차세대염기서열분석법을 이용하여 flathead의 일종인 Platycephalus cultellatus Richardson, 1846의 전장 미토콘드리아 유전체를 최초로 분석하였다. 그 총 길이는 16,641 bp이었고, 단백질암호화 유전자 13개, 리보솜 RNA 유전자 2개, 전량 RNA 유전자 22개로 구성되었다. 그 유전자의 구성과 배열은 전형적인 척추동물과 같았다. 단백질암호화 유전자 13개를 바탕으로 작성된 분자계통수에서 P. cultellatus는 같은 과에 속하는 종들과 단계통군을 형성하였고, P. indicus를 비롯하여 Platycephalus sp.로 등록된 표본들과 함께 분기하였다. 또한 DNA 바코딩 분자마커로 널리 사용되는 cox1 유전자를 바탕으로 작성된 분자계통수에서 우리의 표본은 같은 종에 속하는 표본들과 단계통군을 형성하여 그 분류학적 위치가 명확하게 밝혀졌다. 이번 연구에서 새롭게 분석된 P. cultellatus의 미토콘드리아 유전체는 이후 flatheads의 분류와 분자계통을 위한 중요한 기초정보로 활용될 것이다.
차세대 염기 분석(NGS) 장비의 발달로 시퀀스 분석에 대한 연구는 가속화 되고 있다. 조각들로 이루어진 리드들을 어셈블하는 방법부터 이미 유전체의 정보가 알려진 데이터베이스를 이용하여 정보를 명명하는 방법까지 다양한 방법들에 대한 방법들이 주를 이루고 있다. 하지만 어셈블하는 툴마다 다른 입력 포맷을 요구하고 있어 NGS의 결과로 다양한 방법으로 어셈블하여 비교 분석하기 쉽지 않다. 뿐만 아니라 생물 학자들이 세포내의 진화나 계통발생학적 분류를 위한 연구를 위해서 유전체 지도 완성 후 세포내의 기관별 분리 분석이 필요하나 참고 시퀀스로부터 매핑 및 기관별 분리 분석을 위해 사용목적에 따라 입력 포맷이 다른 다른 툴을 사용해야한다. 따라서 본 논문에서는 핵, 색소체, 미토콘드리아와 같은 세포내 기관에 대한 정보를 알기 위해 최소의 정보를 입력하여 분석하고자하는 시퀀스을 입력하여, 최대한 유사하게 매칭되는 유전체를 찾아 분석하는 방법을 제안함으로써, 진핵세포내의 발생학적 연구에 도움이 되는 방법을 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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