곤충 바이러스인 Baculoviridae의 subgroup A에 속하는 핵다각체병 바이러스는 미생물 살충제로서, 또는 유용물질의 생산을 위한 발현벡터로서 현재 널리 연구·이용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 NPV중 국내에서 분리된 SeNPV의 다각체 단백질 유전자의 구조적 특성을 구명함으로써 새로운 발현벡터를 제작하고자 하였다. 이를 위해 SeNPV의 다각체 모양을 전자현미경으로 관찰하고, 다각체 단백질의 분자량과 그 유전자의 구조를 각각 SDS-PAGE 및 염기서열 결정법에 의해 결정하였다. 그 결과, SeNPV의 다각체는 분자량 30 kDa의 단일 단백질로 이루어진 부정형의 구조였으며, 다각체 단백질 유전자의 염기서열을 포함한 876 염기의 서열을 결정하였다. 또한, SeNPV 전체 DNA상에서 다각체 단백질 유전자는 Xho I 3.0 Kb와 Nco I 6.0 Kb에 각각 존재함을 확인하고, 각각 cloning하여 제한효소 지도를 작성하였다.
미생물 유전체 프로젝트를 수행하는 과정에서 발생하는 base-calling 오류를 포함하는 것으로 의심되는 유전자나 염기서열의 리스트를 보여 주는 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램의 모듈들은 base-calling 오류로 의심되는 염기들의 후보군을 유전체 프로젝트를 수행하는 주요 단계에서 감지할 수 있도록 하였다. 이들 프로그램들은 초기 단계에서는 Phrap 파일에 존재하는 contig assembly 정보를 이용하여 base-calling 오류를 감지하는 모듈, 중간 단계에서는 상동성 검색 결과물로부터 frame skift 돌연변이의 진위 유무를 분석할 수 있는 모듈, 마지막 단계에서는, 이미 발표된 미생물 유전체와 같은 종으로부터 유래된 균주에 대한 유전체 프로젝트를 수행할 경우, 비교유전체 분석 기법을 활용하여 base-calling 오류 가능성이 높은 서열의 후보군을 추출하여 해당서열의 크로마토그램파일을 유전체 연구자가 볼 수 있는 모듈로 구성되어 있다.
DNA 센서의 중요한 역할 중의 하나는 염기서열을 분석함으로써 유전적인 질병이나 돌연변이를 찾아낸다는 점이다. 염기서열 분석법으로 질량, 광학, 전기 화학적 측정법 등이 있는데, 그 중 전기 화학적 측정방법이 타 방법에 비해 간편하고 비용도 저렴해서 전망이 매우 밝다. 전기 화학적 측정을 위해서는 전극의 표면 처리 공정과 전극 표면에서의 DNA immobilization, hybridization 공정 및 전기적 신호를 발생시키는 intercalator, 그리고 전기적 신호 검출을 위한 측정 장비가 필요하다. 본 논문에서는 전극의 표면 처리 물질로서 2-mercaptoethanol을 사용했고 double strand DNA의 intercalator로써 methylene blue를 사용했으며, methylene blue의 환원 전류값을 측정하여 double strand DNA를 bare Au 또는 single strand DNA와 구분할 수 있었다. 이러한 연구 결과를 토대로 하여 전기 화학적 신호 검출을 이용한 DNA 센서의 가능성과 개발 방향을 제시하고자 한다.
한국산 가시고기 (Pungitius sinensis)와 잔가시고기 (P. kaibarae) 사이의 관계를 밝히기 위하여 18s 리보좀 DNA 두 단편의 염기서열을 분석하였다. G+C pair의 비율은 잔가시고기의 개체군에서 54.85~55.15%, 가시고기에서 52.76%로 나타났다. 잔가시고기 개체군들 사이의 염기치환수는 10~18개, 가시고기와 잔가시고기 사이의 염기치환수는 165개였다. 거리지수의 값은 잔가시고기의 개체군들 사이는 0.0118~0.0195, 가시고기와 잔가시고기 개체군 사이는 0.2136~0.2306으로 나타났다. 이를 개체군간 염기서열의 분석 결과는 잔가시고기와 가시고기가 종수준으로 분화한 것을 보여주었다.
T. sergenti 국내 분리주의 면역항원인 33 kDa의 piroplasm surface protein 유전자를 크로닝하였다. 크로닝된 T. sergenti의 33 kDa에 해당하는 유전자의 염기서열을 분석한 결과 총 869 bps의 염기와 283개의 아미노산을 확인하였다. 또 이들 분석결과를 일본주의 염기서열 및 아미노산 조성과 비교 분석하였던 바 각각 99.4. 98.9%의 homology를 나타내었으므로 두 주간의 p33 유전자는 거의 일치하는 것으로 판명되었다.
미생물 유전체 프로젝트의 결과인 유전체 서열에 대해, 비교 유전체 분석을 수행할 수 있는 분석 도구인 GComp를 개발하였다. 이 도구는 국부 상동성 계산을 BLAST나 FASTA를 사용하여 수행한 후에 그 결과를 받아들여, 상동성을 보이는 부분을 분석하고 위치 파악 및 연결한 뒤, 두 유전체간의 상동성 정도를 일목요연하게 보여줄 수 있는 테이블과 파일들을 생성한다. 한편. 그 결과를 그래픽으로 표시하고 전체를 살펴볼 수 있는 인터페이스 기능을 구현하였다. 시험 데이터로 기존의 미생물 유전체 서열을 상대로 분석하면서, 유전체 서열의 핵산 및 단백질 수준에서의 비교분석 결과를 통해 두 유전체에 대한 비교 정보를 효과적으로 확인할 수 있었고, 보다 다양한 분석을 위한 도구 개발의 기준을 설정할 수 있었다.
PCR증폭기술 및 무세포 단백질 발현 기술의 융합을 통하여, 여러 형태로 서열의 일부가 결손된 단백질들을 고속으로 발현할 수 있는 시스템을 구축하였다. Exonuclease 및 endonuclease에 대한 mRNA의 안정성 향상을 통하여, PCR 증폭을 통해 획득한 선형 DNA로부터의 안정적인 단백질 발현이 가능하였다. 동일한 플라스미드로부터 출발하여 수 시간 이내에 C-말단의 아미노산서열이 순차적으로 제거된 다양한 형태의 트랜스아미나제 Vf의 활성변화를 확인할 수 있었으며 이같은 기술은 각종 효소 단백질의 서열-활성 상호관계의 연구를 위한 유용한 기반을 제공할 것으로 기대된다.
플라비바이러스(Flavivirus)는 모기와 같은 곤충을 매개로 하여 인체에 감염된다고 잘 알려져 있다. 그 대표적인 예로 지카 바이러스(Zika virus), 뎅기 바이러스(Dengue virus), 황열 바이러스(Yellow fever virus), 일본 뇌염 바이러스(Japanese encephalitis virus) 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 생물정보학을 기반으로 인체 감염 주요 플라비바이러스인 지카 바이러스, 뎅기 바이러스. 황열 바이러스, 일본 뇌염 바이러스의 총 4종류 플라비바이러스에 공통적으로 적용 가능한 펩타이드 백신 후보를 제시하고자 한다. 먼저 UniProt (The Universal Protein Resource)의 유전자 서열정보를 이용하여 4종류의 바이러스가 가진 단백질 중 백신으로써 적합한 단백질을 선정하였다. 선정된 단백질의 아미노산 서열정보를 바탕으로 IEDB (Immune Epitope Database And Analysis Resource)를 활용한 에피토프(epitope) 분석을 통해 에피토프로 작용하는 4 종류 바이러스의 공통적인 서열을 도출하였다.
Kinesin은 Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus nidulans, Drosophila melanogaster 등에서 발견 되었으며 dynein 과 더불어 세포분열 과정중 chromosome 의 이동과 spindle pole 의 분리에 관련된 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존에 발견된 kinesin 유사 유전자의 homology 가 많은 motor domain을 이용하여 primer를 합성한 후 이를 이용하여 Schizosaccharomyces pombe 로부터 kinesin heavy chain 의 유전자를 클론하였다. 염기서열을 결정한 결과 2496 bp의 해독틀을 가지고 있으며 832개의 아미노산으로 이루어진 분자량이 96 kd의 kinesin heavy chain을 암호화하는 것이 밝혀졌다. 기존에 밝혀진 다른 organism 의 kinesin 과 서열을 비교한 결과 새로이 클론된 S.pombe 의 kinesin 은 C-terminal motor subfamily 에 속함이 밝혀졌다.
본 연구는 고등동물의 불포화지방산 생합성의 핵심 효소로 알려져 있는 Stearoyl-CoA desaturase(SCD) 유전자의 특정한 단일염기다형(single nucleotide polymorphism; SNP)이 한우의 도체 및 육질형질에 미치는 영향을 분석하기 위해 SCD 유전자의 Intron 7번 영역의 특정부위를 포함하는 primer를 제작하고, 염기서열 분석을 통하여 유전자 구조를 해석한 결과 총 211bp 크기를 갖는 염기서열의 122번째에서 아데닌(A)${\leftrightarrow}$구아닌(G) 염기치환으로 발생한 단일염기다형(SNP) 부위를 발견하였다. 이들 단일염기다형 염기서열 부위를 PCR-SSCP(single-strand conformation polymorphism) 기법을 이용하여 분석한 결과 3종류의 SNP 유전자형(A/A, A/G 및 G/G)을 검출하였다. 이 가운데 A/G 유전자형이 한우의 근내지방도와 등지방두께와 고도의 유의적 연관성이 있다는 새로운 사실을 발견하였다. 따라서, 본 연구를 통해 개발된 한우 SCD 유전자의 특정한 단일 염기다형 표지인자는 한우의 연령 및 성별에 관계없이 육질이 우수한 고급육을 생산하는 우량 한우의 조기식별에 매우 유용한 DNA 표지인자로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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