본 연구는 한우 근내 지방 축적 기작을 구명하고 고급육과 저급육에서 차등 발현되는 유전자를 발굴 동정하여 한우 육질 진단을 위한 분자 표지 마커로 활용하기 위해 GeneFishing PCR 기법을 이용하여 한우 육질등급에 따른 등심조직에서 차등적으로 발현되는 유전자를 분석하였다. 한우 육질 등급($1^+$ 등급 vs 3 등급)간에 총 10개의 차등 발현 유전자가 확인되었고 이 가운데 고급육 한우 등심에서 발현량이 높은 유전자가 4개 그리고 저급육 등심에서 발현량이 높은 유전자 6개가 각각 검출되었다. 발현량 차이 유전자를 cloning하여 염기서열을 분석하고 상동성 검색을 실시한 결과 고급육에서 발현량이 높은 DEG는 주로 EST(expressed sequence tag) 유전자들로 밝혀졌고 저급육에서 발현량이 높은 DEG는 malate dehydrogenase 2(MDH2), myosin heavy chain 2a, triosephosphate isomerase 1(TPI 1), actin, alpha 1, skeletal muscle(ACTA1 ) 유전자들로 동정 되었다. 본 연구를 통해 한우 육질간 차등 발현되는 유전자들은 한우 육질 및 등급판정을 위한 표지인자(marker)로 활용할 수 있어 유전자 마커를 이용한 고급육 생산 한우의 육질 조기진단이 가능할 것이다.
GHSR 유전자 변이에 대한 선행연구는 몇몇의 변이가 닭의 성장형질에 영향을 미칠 수 있으며, 유전자마커로써 활용될 수 있음을 보고하였다. 하지만 한국재래계를 대상으로 하는 유전연구는 매우 미흡하고, 외래계 대상의 유전자마커의 도입에는 검증실험이 선 요구된다. 따라서 본 논문은 GHSR 유전자의 성장형질과의 연관성을 확인하며, 한국재래계에 적용할 수 있는 유전자마커를 제시하고자 하였다. 국립축산과학원에서 사육 중인 6계통의 한국재래계 220수를 공시재료로 하여 닭의 체중과의 연관성이 보고된 바 있는 GHSR 유전자의 c.739+726SNP 유전자형을 PCR-RFLP 방법을 통하여 분석하였다. 이후 집단 내에서 30수를 선발하여 염기서열 분석을 수행함으로써 한국재래계내 유전자 변이를 확인하였다. c.739+726SNP을 포함하여 염기서열 분석을 통해 파악된 유전자 변이와 한국재래계의 경제형질과의 연관성 분석에는 SPSS version 22.0을 이용하였다. c.739+726SNP은 전체계 군(n=220)에서 150일령 체중과 270일령 체중과의 연관성을 확인할 수 있었으며(p<0.01), 모색에 의해 구분된 계통별 분석에서는 한국재래계(Gray) 계군에서 150일령 체중과의 연관성이(p<0.05), 한국재래계(White) 계군에서 산란수와 연관성이 확인되었다(p<0.05). 또한 염기서열 분석을 통해서 확인한 513A>G, 517A>T SNP 유전자형에 따라 각각 체중과 산란수에서 통계적으로 유의미한 차이를 확인할 수 있었다(p<0.05). 이러한 결과는 외래육계와 유전적 차이를 가지는 한국재래계의 유전정보를 제공하고, 적합한 분자유전마커를 개발하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것이며, GHSR 유전자내의 유전변이가 분자유전마커 기반의 선발육종에 사용될 수 있을 것이라 사료된다.
성널수국은 일본 관서지방에 널리 분포하고 있지만, 한반도에서는 제주도에서만 발견되고 있는 멸종위기 식물이다. 본 연구에서는 성널수국에서 총 5개의 microsatellite 유전자좌를 형질화하여 마커를 개발하였다. 유전자좌당 대립유전자수의 범위는 3-27개, 이형접합률의 관측치와 기대치는 각각 0.27-0.86과 0.34-0.91로 나타났다. 본 연구에서 개발된 microsatellite 마커는 성널수국의 유전적 다양성 및 구조, 그리고 유전자 이동을 밝히는데 사용될 수 있을 것이며, 그 결과들은 한국산 성널수국에 대한 효과적인 보전 전략을 제시하는데 일조할 것으로 기대된다.
제니(薺苨, Adenophorae Remotiflori Radix)는 "대한민국약전외한약(생약)규격집(KHP)"에 모시대(Adenophora remotiflorus Miquel)의 뿌리로 수재되어있으나, 형태학적으로 유사한 잔대(A. triphylla), 당잔대(A. stricta) 및 더덕(Codonopsis lanceolata)과 오 혼용 우려가 있어 이들을 구별하기 위한 정확하고 객관적인 종 감별법이 필요하다. 본 연구에서는 '제니'의 기원인 모시대와 오 혼용 우려가 있는 종들을 구별 할 수 있는 유전자 마커를 개발하기 위하여 Genbank에 등록된 ycf2 구간을 활요하여 모시대와 잔대, 당잔대를 구분 할 수 있는 INDEL (insertion/deletion) 마커를 개발하였다. 또한, 보다 정확한 종감별을 위해 DNA 바코드로 활용되고 있는 유전자 부위의 염기서열을 분석하여 ITS (25%), atpB-rbcL (15%), atpF-atpH (14%), rpl16 (13%), trnL-F (10%), matK (9%), rpoC1 (7%)에서 변이율(percent of variable sites)을 확인하였다. 향후, 본 연구에서 개발된 INDEL 마커와 더불어 추가적으로 개발을 진행 중인 분자 마커는 한약재 '제니'의 품질관리에 활용 가능할 것으로 사료된다.
우리나라 자포니카 품종의 흰잎마름병 저항성 유전자와 연관된 마커를 탐색하기 위하여, 밀양121호, 밀양123호 및 HB10624-AC5 등을 교배친으로 한 두 조합의 약배양 계통을 재료로 흰잎마름병 저항성 유전자(Xa-1 and Xa-3)와 DNA 마커간의 연관분석을 통하여 유전자 지도를 작성하고자 수행하였던 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. $\textrm{K}_1$ 균주에 대한 흰잎마름병 저항성 검정결과, 밀양121호/HRl1650-1-4-2에서는 저항성과 감수성이 1:1로 분리하였으며, 밀양123호/HR10624-AC5 조합의 $\textrm{K}_1$ 및 $\textrm{K}_3$ 균주에 대한 검정결과는 각각 3:1과 1:1로 분리하여 이론치에 합당하였다. 2. 교배친에 대하여 DraI. HindIII, EcoRI, EcoRV, PstI등 5가지 제한효소에 대한 다형현상을 검정한 결과, RZ590, RG303, RZ536 등 3개의 마커가 다형현상을 나타내었다. 3. 흰잎마름병 포장저항성 검정결과와 RFLP 마커와의 연관분석 결과 Xa-1 유전자는 RZ590과 4번 염색체 상에서 3.1$\times$1.5 cM으로 연관되어 있었으며, Xa-3 유전자는 Rz536 및 RG303과 11번 염색체 상에서 각각 7.6$\times$2.3 및 16.0$\times$3.2 cM으로 연관되어 있었다. 4. 11번 염색체 상에서 Xa-3와 Rz536 및 RG303은 "Xa-3-RZ536-RG303" 순으로 위치하였다.순으로 위치하였다.
버섯과에서 한국, 중국, 일본에서 재배 또는 수집하여 농촌진흥청에 보관 중인 32개의 팽이버섯 계통에 대하여 조사하였다. 팽이버섯의 미소반복서열(microsatellite)을 포함하고 있는 490개의 DNA 단편을 얻었다. 다양한 팽이버섯 균들의 PCR을 통한 DNA 프로파일링을 수행함으로써 다형성 변이가 많이 검출되었다. 총 34개의 대립 유전자가 12개의 다형성 SSR 마커 중에서 검출되었고, 평균 3.42개의 대립 유전자와 대립 유전자의 수는 유전자좌당 2개에서 7개까지 분포하였다. 대립 형질 빈도는 0.42(GB-FV-127)에서 0.98(GB-FV-166)이었으며 이형접합체 관측치($H_O$)와 기대치($H_E$)는 각각 0.00에서 0.94(평균 = 0.18)와 0.03에서 0.67(평균 = 0.32)이었다. 다형성 지수는 (PIC) GB-FV-127 마커에서 가장 높은 0.61, 평균대립 유전자 수는 5를 나타내었고, GB-FV-166마커에서 0.03과 2로 가장 낮았다. 본 연구에서 평균 PIC 값(0.29)은 대립 유전자의 평균 수(3.42)로 관찰되었다. 결론적으로 우리는 풍부한 SSR 라이브러리에서 12 개의 다형성 SSR 마커를 개발하는데 성공했다. 이러한 SSR은 계통 발생 분석, 유전적 변이 평가에 중요하게 사용될 것이다.
한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
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pp.116-123
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2006
생물체의 cDNA를 유리기판위에 고밀도로 첨착 시킨 유전자 칩과 정량적인 방법으로 개별 유전자 발현을 진단 가능한 Real- time PCR (실시간 고분자중합연쇄반응 기술) 기법은 첨단 의학분야와 신약개발 및 독성유전체 연구분야에 활발히 도입되고 있는 기술이다. 본 발표의 첫 번째 부분에서는 유전자칩 에서 얻어진 유전자 발현패턴분석에 기반한 바이오마커 선정 및 real time PCR에 의한 확증 관련 기술 과 유전자칩에서 얻어지는 수많은 데이터를 재정렬 및 다양한 분석기법과 display기술을 활용하여 광범위한 화학물질에 대한 독성효과 분석을 가능하게 해주며, 특정 독성물질에 대한 관련유전자 그룹 발견 및 독성영향에 따른 분류방법에 관한 결과를 발표할 것이다. 또한 바이오마커 활용의 하나로 박테리아세포 기반 바이오센서 제작및 세포칩 개발등에 대한 결과도 추가될 것이다. 두 번째 부분에서는 non-model organism(유전체정보가 확보되지 않은 생물체)인 송사리를 이용하여 새로운 2K 유전자칩을 개발하고, 여기서 각종 화학물질에 대하여 얻어진 수많은 유전자칩 분석 데이타를 활용하여 각각의 화학물질이 보여주는 독성효과를 매우 효과적이고 쉽게 이해할 수 있는 display기술을 개발, 적용함으로써 유전자칩 발현에 기반한 화학물질 독성 screening 및 specificity discrimination을 가능케 하는 예가 발표될 것이다. 이 연구에서 개발한 송사리 유전자칩은 간조직의 RNA를 직접 cDNA화 하는 방식을 취하고 있어 전체 송사리의 유전정보를 필요로 하지 않아 비용 및 효율에서 전체 송사리의 유전정보를 얻는 비용과 노력을 취하지 않고 간에서 발생하는 독성학적 영향 및 유전자의 발현정도를 정밀하고 효율적인 방법으로 얻어 낸다. 현재 2000여개의 cDNA유전자중 50%이상의 유전자가 17베타에스트라디올, 페놀, 노닐페놀, 비스페놀, 감마레이조사, 잔류약품중 이보프란, 다이클로펜악, 농약중의 파라???R, 돌연변이 유발물질 중의 이티비알, 금속류중의 카드뮴을 통해 발현양상과 특정 캐미칼별 발현 특이성이 조사되었고, 이들 유전자는 염기서열 분석을 통해 염기서열이 분석되었으며, 미국 NCBI의 유전자 은행과의 비교를 통해 일부유전자는 새로운 유전자로 밝혀지고 있다. 또한 이 발표에서는 소염진통제계열 의약품인 dichlofenac 이 송사리의 각종 조직에 미치는 독성영향을 Real-time PCR을 이용하여 대표적 스트레스 유전자의 발현에 미치는 영향에 대한 분석 예가 발표될 것이다.
본 연구에서는 1998년부터 2003년 하계까지 약배양 기법 및 콜히친 처리를 이용하여 개발한 '삼강벼/낙동벼' DH(doubled-haploid) 183계통의 주요 농업 형질을 조사$.$분석하였다. DH 집단의 주요 농업형질을 조사한바 초장, 간장, 수장, 삼절간장, 수수 및 출수일수는 양적형질의 특징인 넓은 범위의 변이폭, 연속적인 빈도 분포양상 및 양친을 초월하는 초월분리 현상을 보였다. SSR 마커를 이용한 유전자지도의 작성에는 양친에 다형성을 나타내는 136개의 마커를 사용하였다. 작성된 유전자 지도는 전체 길이가 1,909cM이었으며, 마커간 평균길이는 14 cM을 나타내었다.
본 연구는 Bacillus velezensis K10의 유전체 분석결과에 따른 유전자의 고유한 특성을 이용하여 유전자마커를 탐색하고 확립하여 산업현장에서 활용하기 위해서 수행하였다. B. velezensis K10은 총 4,159,835 bps를 유지하였으며, 5,136개의 단백질을 발현하는 것으로 조사되었다. B. velezensis K10은 표준균주에 비교하여 전반적으로 외부요인에 기인되는 유전자의 이동이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 이와 같은 양상에 기인하여 B. velezensis K10은 특유의 유전적 서열을 유지할 수 있는 것으로 추정되었다. 선발마커 발굴을 위해 recombinase, integrase, transposase, phage-related genes, 등 유전자 변이 유발이 쉬운 게놈상의 영역에 대해 탐색을 실시하였다. 그 결과, 선발마커로써 가능성이 높은 9개 부위를 확보하였다. 후보마커는 일부 다른 영역에서 특이성을 보이는 영역들이 존재했지만, phage 연관 유전자들에서 매우 특이성이 높았기 때문에, 모두 phage 관련 부위에서 모두 탐색되었다. 종간 후보 선발마커로써 B. licheniformis K12, B. velezensis K10, B. subtilis, B. cereus 등에 대해 PCR 분석을 실시하였다. 그 결과 BV3, BV5~9까지 총 6 프라이머 세트에서 B. velezensis K10 특이적인 PCR 산물이 형성되는 것을 확인하였다. 다른 한편으로, subspecies 수준에서 분석 결과, BV3, 5, 8, 9 등 4 프라이머 세트에서 B. velezensis K10 특이적인 PCR 산물이 형성되는 것을 관찰했다. 분석된 마커 중에서 BV5와 8가 가장 특이성이 높았기 때문에 종(species) 및 아종(sub-species) 수준에서 B. velezensis K10 유전자 선발마커로써 BV5와 8을 활용 가능할 것으로 제의된다.
녹용은 사슴의 뿔을 통칭해 일컫는 말로서 우리나라는 전 세계 녹용 소비량의 80%를 점유하고 있다. 하지만 국내에서 선호되는 것은 러시아산 붉은 사슴 즉, 원용으로 칭하는 것으로 가격 면에서 가장 고가이다. 따라서 수입되는 녹용의 일부가 러시아 산으로 둔갑 판매되는 경우가 발생되고 있다. 본 연구의 목적은 현재 주로 수입되는 녹용으로부터 미토콘드리아 DNA(mtDNA)의 D-loop 유전자의 일부를 PCR로 증폭하고 이들의 염기서열 분석을 통해서 각 수입지역 녹용에 특이적인 RFLP 마커를 탐색하고 이를 녹용의 유전자 감별에 적용코자 하는 것이다. 결과적으로 TaaI과 HaaI 두 종류의 제한효소가 녹용의 원산지를 구별할 수 있는 RFLP 마커로 이용 가능성이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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