• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권4호
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• pp.312-325
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• 2015

본 논문에서는 장미과 과수의 유전체 연구의 모델작물인 복숭아 유전체 연구에 대한 동향을 파악해서 국내 복숭아 유전체 연구 방향을 설정하고자 하였다. 분자육종을 위한 기반 연구인 유전자지도는 다양한 교배집단에서 작성되었고, 현재 차세대 염기서열분석을 통해 얻은 대량의 single nucleotide polymorphism 마커를 이용하여 고밀도화시키고 있다. 과실형질, 개화기, 병 저항성 등 질적형질과 양적형질에 관한 분자마커와 양적형질유전자좌가 동정되었고, 이중 과육의 용질성과 핵의 점리 형질에 대한 분자마커를 이용한 조기선발(marker assisted selection)의 활용성은 매우 높다. 애기장대, 포플라, 사과, 딸기 등 다른 작물과의 비교유전체, 복숭아의 성숙 및 발달, 플라보노이드 합성, 수확 후 저장기간에 발현하는 유전자 등에 대한 전사체, 과실 성숙기간에 발현되는 병 저항성 단백질 등에 대한 단백질체 연구도 보고되었다. 현재 차세대 염기서열 분석을 통해 대량 분자마커의 개발, 핵심 유전자원의 구축, 집단의 유전형 분석이 빠르게 진행되고 있다. 이를 통해 농업적으로 유용한 형질에 대해 더 정확한 양적형질 유전자좌 분석과 유용유전자의 개발이 가능하게 되고, 효율적인 분자육종의 기초기반을 구축할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.424-433
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• 2018

수박(Citrullus lanatus)은 전세계에서 경제적으로 중요한 채소작물이며, 라이코펜과 시트룰린과 같은 기능성 물질을 함유하고 있다. Didymella bryoniae 병원균에 의해 발생하는 덩굴마름병은 수박 재배에서 가장 피해를 많이 주는 병해 중에 하나이다. 단일염기다형성(SNP)은 한 개 염기에 관해 개체 간에 발생하는 유전적 변이로서 유전자 연관 지도를 작성하는 것과 원예적 형질 및 병저항성에 연관된 분자표지를 개발하는 데 자주 사용된다. 본 연구에서는 수박에서 모친과 부친의 차세대 염기서열 재분석(next generation resequencing)을 통해 SNP 분자표지를 선발하였다. 식물재료는 C. lanatus '920533'(모친, 감수성)과 C. amarus 'PI 189225'(부친, 저항성) 및 이들의 $F_1$, $F_2$ 개체를 이용하였다. NGS 분석 결과, '920533'과 'PI 189225'에서 각각 13.6 Gbp와 13.1 Gbp의 염기서열을 얻었다. '920533'과 'PI 189225' 간의 SNP 수는 609만 개였고, 그 중 HRM 프라이머로 디자인이 가능한 SNP의 수는 354,860개였다. 그 중에 HRM 분석을 위한 330개 프라이머 쌍이 디자인되었다. 결과적으로 HRM 분석을 통해 총 61개의 HRM 분자표지를 개발하였다. 이번 연구의 결과는 SNP 기반의 유전자지도 작성에 이용될 수 있으며 덩굴마름병 저항성과 연관된 양적 형질 유전자좌(QTL) 분석에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권4호
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• pp.303-311
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• 2019

과피와 과육의 다양한 색은 복숭아 분류에 가장 널리 사용되는 상업적 기준 중 하나이다. 새로운 적색 과육 품종을 육성하기 위해서는 많은 교배 조합과 세대가 진전되어야 한다. 따라서 육종 효율을 높이기 위해서는 목적 형질을 가진 개체에 적용할 조기 선발 분자표지를 개발할 필요가 있다. 과육색이 다르게 발현되는 복숭아 품종의 유전자 발현을 비교하기 위해 2개의 cDNA library를 제작하였다. 적색 과육 품종인 '조생혈도'와 백색 과육 품종인 '미백도'의 유전자 발현 차이를 보기 위해 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술을 사용하였고, 두 품종으로부터 얻은 EST의 염기서열을 결정하고 기존에 보고된 유전자와의 상동성을 분석하였다. '조생혈도'와 '미백도'의 EST database로부터 72쌍의 SNP 분자표지를 선발하였고, 적색 과육 품종 8개와 백색 과육 품종 24개를 구분할 수 있는 SNP 분자표지를 HRM 방법으로 분석하였다. 본 연구에서는 복숭아 EST database를 기반으로 HRM 분석 방법을 이용하여 복숭아 품종의 적육계와 백육계를 구분할 수 있는 효율적인 SNP 분자표지를 개발하였다. 이러한 SNP 분자표지는 복숭아 육종에 유용하게 사용할 수 있으며, 복숭아 품종의 다양한 색 변화에 관한 분자 기작 연구에 좋은 참고자료가 될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제31권4호
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• pp.410-417
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• 2021

NGS (Next-generation sequencing), 즉 차세대염기서열분석은 유전체 수준의 방대한 DNA를 작은 절편으로 만들어서 그 절편들의 염기서열들을 동시에 읽어내는 기법이다. 현재 다양한 생명체의 유전체 염기서열 분석부터 cDNA (complementary DNA)나 ChIPed DNA (chromatin immunoprecipitated DNA)를 분석하는데 이 NGS 기법을 사용하고 있으며, 이 때 얻어진 데이터를 적절히 처리하고 분석하는 일은 생물학적으로 유의미한 결과를 얻기 위하여 중요하다. 하지만 대용량 데이터의 저장 및 활용, 그리고 컴퓨터 프로그래밍 바탕의 데이터 분석은 실험을 수행하는 일반 생물학자들에게 어려운 일이다. Galaxy 플랫폼은 다양한 NGS 데이터 분석 tool을 무료로 제공하는 웹 서비스이며, 생물정보학이나 프로그래밍에 대한 전문지식이 없는 연구자들에게 웹 브라우저만을 이용하여 데이터를 분석할 수 있는 환경을 제공한다. 본 논문에서는 ChIP-seq (chromatin immunoprecipitation-sequencing) 수행을 위한 라이브러리 제작 과정 및 Galaxy 플랫폼을 이용한 ChIP-seq 데이터 분석 과정을 설명하고, K562 세포주에서 수행한 히스톤 H3K4me1 ChIP-seq 결과가 public 데이터와 일치함을 보여준다. 따라서 Galaxy 플랫폼을 활용한 NGS 데이터 분석은 생물정보학에 대한 손쉬운 접근 방법을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제34권5호
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• pp.443-450
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• 2021

복숭아 과육색은 상업적으로 중요한 분류 기준이며 영양 품질에 영향을 미친다. 카로티노이드가 다량 함유된 새로운 황색 과육 품종을 육성하기 위해서는 많은 교배 조합과 세대가 진전되어야 한다. 따라서 육종 효율을 높이기 위해서는 경제적으로 중요한 형질을 가진 교배 집단과 유전자원에 적용할 조기 선발마커를 개발할 필요가 있다. 과육색이 다르게 발현되는 복숭아 품종의 유전자 발현을 비교하기 위해 2개의 cDNA library를 제작하였다. 황색 과육 품종인 '장호원황도'와 백색 과육 품종인 '미백도'의 유전자 발현 차이를 보기 위해 차세대 염기서열 분석 기술을 사용하였고 두 품종으로부터 얻은 EST의 염기서열을 결정하고 기존에 보고된 유전자와의 상동성을 분석하였다. EST 데이터로부터 황색 과육 품종 17개와 백색 과육 품종 22개를 구분할 수 있는 2종의 SNP 마커(SNP ID, ppa002847m:cds와 SNP ID, ppa002540m:cds)를 선발하였고, HRM 방법으로 분석하였다. 본 연구 결과는 복숭아 육종에 유용하게 사용할 수 있으며 복숭아 품종의 다양한 색 변화에 관한 분자 기작 연구에 좋은 참고자료가 될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.349-356
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• 2015

최근 차세대염기서열해독법(Next Generation Sequencing, NGS)의 급속한 발전에 힘입어, 다양한 가축 종에 대한 전장유전체 수준의 해독 및 분석 연구수행이 가능하게 되었다. 소의 경우 현재 한우, 칡소, 흑우, 제주흑우 4품종의 재래소가 국제연합식량농업기구 가축다양성 정보시스템에 등록돼 있는 상태이다. 이러한 재래유전자원은 최근 NGS 기술을 이용 전장유전체에 걸친 대용량의 단일염기다형성 정보를 얻는데 성공하였으며, 또한 한국 재래소품종이 유럽기원의 소 품종들과 유전학적으로 차이가 있다는 점이 밝혀졌다. 또한 소 유전체학 분야에서 이 NGS의 응용은 유전체의 구조적 변이 특히 종전 대용량으로 정확한 발굴이 어려웠던 전장유전체에 널리 퍼진 복제수변이의 발굴에 성공적으로 적용되었다. 이러한 일련의 성공에도 불구하고 최근 NGS를 이용한 연구는 내재적인 한계점이 있었는데, 이는 연구 당시 고가의 연구비용 및 분석의 난해함으로 인해 각 대표 소 품종의 단수 또는 소수 개체에 대해서만 적용되었다는 점이 그 대표적 예라 할 수 있을 것이다. 즉, NGS에서 파생된 데이터의 보다 정확한 생물학적 의의를 찾기 위해서는 추가 실험적 검증과 더불어 면밀한 해석이 필요하다는 점을 시사하는 것이다. 최근 차세대염기서열 해독 비용이 지속으로 하락하고 있으며, 이는 단수개체가 아닌 집단수준에서의 NGS 적용이 가능해 짐에 따라 다양한 집단유전체학적 이론이 접목된 연구가 가능해지고 있다. 현재 국내 재래소 품종에 대한 집단수준에서의 연구는 극히 미흡한 상태이나, 이러한 상황은 최근 고밀도 칩, 차세대염기서열 자료와 같은 대용량 유전정보를 생산, 분석 중에 있어 재래가축에 대한 집단수준에서의 연구가 일부 해소될 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
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• 제36권2호
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• pp.97-106
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• 2022

Recently microplastic (MP) biofilm is being attracted as an important environmental issue because it can act as a pollutant carrier in aqueous system. Therefore, this study investigated the MP biofilm communities originated from freshwater. The results showed the bacterial community structure of MP biofilm was distinctively different from the freshwater regardless of biofilm-forming condition and MP type. For MP biofilm communities exposed to raw freshwater, Solimonas variicoloris-like microbe, Frigidibacter albus-like microbe, Nitrospirillum amazonense-like microbe, and Pseudochroococcus couteii-like microbe became abundant, while Acinetobacter johnsonii, Macellibacteroides fermentans, and Sedimentibacter acidaminivorans-like microbe were found as major bacteria for MP biofilm communities exposed to organic rich condition. The results of this study suggest that the unique freshwater biofilm community could be formed on the MP surface.

• 대한임상검사과학회지
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• 제55권3호
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• pp.203-212
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• 2023

코로나19가 창궐한 후 임상병리사(medical technologists, MT)가 병원에서 PCR 검사를 수행하고 있을 뿐만 아니라 차세대 염기서열분석(next-generation sequencing, NGS)도 수행한다는 사실을 일반적으로 알고 있다. 하지만, 많은 사람들은 유전자검사 분야에 대한 임상병리사의 업무로 의료법에 명시되어 있지 않다는 사실을 인지하지 못하고 있는 실태이다(MT 72.5%, N=200; 학생 62.8%, N=123). 이러한 이유로, NGS에 대한 임상병리사의 업무 적절성을 검증하기 위해서 온라인 설문지를 작성하도록 설계하여 설문조사 결과를 분석하였다. NGS가 포함된 유전분야에 대한 임상병리사의 업무범위에 대한 법제화가 필요하다(MT 99.5%, N=200, 학생 86.8%, N=123)고 나타났다. 그리고 임상병리사 국가면허시험 문제은행에 세포유전학 및 분자유전학 관련 임상유전학 문항이 모두 포함돼야 한다(MT 97.5%, N=200; 학생 72.3%, N=123)고 조사되었다. 이러한 조사를 바탕으로 임상병리학 분야의 발전을 위해 임상병리사와 학생 모두를 위한 유전자 교육 및 법제화를 위해 대한임상병리사협회는 교수협의회와 적극 협력할 필요가 있겠다.

• 대한본초학회지
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• 제34권6호
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• pp.91-97
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• 2019

Objective : To establish a reliable tool between for the distinction of original plants of Sanguisorbae Radix, we analyzed the complete chloroplast genome sequence of Sanguisorbae Radix and identified single nucleotide polymorphisms (SNPs). Materials and methods : The chloroplast genome sequence of Sanguisorba officinalis, Sanguisorba tenuifolia f. alba (Trautv. & Mey.) Kitam and Sanguisorba tenuifolia Fisch. ex Link obtained using next-generation sequencing technology were described and compared with those of other species to develop specific markers. Candidate genetic markers were identified to distinguish species from the chloroplast sequences of each species using Modified Phred Phrap Consed and CLC Genomics Workbench programs. Results : The structure of the chloroplast genome of each sample that had been assembled and verified was circular, and the length was about 155 kbp. Through comparative analysis of the chloroplast sequences, we found 220 nucleotides, 158 SNPs, and 62 Indel (insertion and/or deletion), to distinguish Sanguisorba officinalis, Sanguisorba tenuifolia f. alba (Trautv. & Mey.) Kitam and Sanguisorba tenuifolia Fisch. ex Link. Finally, 15 specific SNP genetic markers were selected for the verification at positions. Avaliable primers for the dried herb, which is used as medicine, were used to develop the PCR amplification product of Sanguisorbae Radix to assess the applicability of PCR analysis. Conclusion : In this study, we found that Fendel-qPCR analysis based on the chloroplast DNA sequences can be an efficient tool for discrimination of Sanguisorba officinalis, Sanguisorba tenuifolia f. alba (Trautv. & Mey.) Kitam and Sanguisorba tenuifolia Fisch. ex Link.

• 환경생물
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• 제36권2호
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• pp.165-173
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• 2018

저어새의 먹이생물을 파악하기 위해 2010년 6월부터 2014년 6월까지 인천 남동유수지에서 저어새의 토사물 시료를 채집하여 현미경 관찰 및 차세대염기서열(NGS) 기법으로 분석하였다. 저어새의 먹이생물은 어류, 갑각류, 다모류, 곤충류로 구성되어 있었으며, 주로 저어새는 어류와 갑각류를 섭이하는 것으로 나타났다. 최우점 먹이생물은 풀망둑(Acanthogobius hasta)이었으며, 이 외에도 길게(Macrophthalmus abbreviates), 징거미새우류(Macrobrachium sp.), 칠게(Macrophthalmus japonicus), 각시흰새우(Exopalaemon modestus), 참갯지렁이(Neanthes japonica)가 우점 먹이생물로 출현하였다. 이들 먹이생물은 번식지 인근지역인 송도갯벌과 시화호에서 흔히 발견되며, 저어새는 채식지로써 이들 지역에 대한 의존도가 높을 것으로 판단된다. 현미경과 NGS로 분석한 일부 먹이생물에서 차이를 보였는데, 이는 토사물 내 먹이생물은 저어새의 위 내에서 분해되어 현미경 분석을 통한 형태학적 분류 특징을 찾기 어려웠던 반면, NGS 분석은 유전자를 통해 분류가 가능하기 때문에 형태학적 분석의 결과보다 높은 종 다양성을 보인 결과이다.