다. 연구개발의 의의

○ 고래 전장유전체 해독 및 분석을 통한 해양 포유류 유전체 연구의 수월성 확보 및 후 속 연구 기반 마련

- 완성도 높은 밍크고래 전장 유전체는 향후 해양 포유류 및 우제류의 참고 유전체로 이용될 수 있으며, 해외 연구자와의 공동 연구를 활성화함으로써 우수 성과를 도출하 기 위한 기반이 마련됨

- 고래의 생리, 형태적 특성을 유전자 수준에서의 연구하기 위한 기반을 마련함으로써

저산소증과 같은 인간 뇌질환, 심혈관 질환의 병인 연구와 신약개발의 단초를 마련함

4. 유전체 해독 : 점박이송사리 Kryptolebias mamoratus

○ 환경독성 연구의 모델생물인 점박이송사리의 유전체 해독 및 생리실험을 통해 유전자 발현 양상 해석

○ 점박이송사리 : 유일한 암수 동체 어류로서 자가수정이 가능하여 모체와 동일한 유전 형질을 지닌 자손이 만들어짐 -> 모델 생물로서의 기본 조건 충족

○ 점박이송사리의 genomic DNA 로 200, 400, 3 K , 5 K , 20 K bp 의 라이브러리를 제조하 고 Next Generation Sequencing (NGS) technology를 이용하여 전체 게놈 정보를 확보함

○ 유전체 정보 요약

유전체 크기 (추정) 753 Mbps 유전자 수 (예측) 20,954개

Scaffold 숫자 3,073개 (680 Mbps) N50 value 2.23 Mbps

최대 contig 크기 11.9 Mbps

○ Hox 유전자 비교를 통해 유전체 해독의 정확성을 입증함

그림 3-1-17. 점박이송사리 genome-browser (왼쪽) 및 근연종과의 유전자 비교 분석

(오른쪽)

3

장

1

절 해양생명공학기술 인프라 구축

4. 생물유전체 해독 및 분석

4. 유전체 해독 : 윤충류 Brachionus koreanus

○ 수산 양식에서 먹이생물로 유용한 동물 플랑크톤인 윤충류 Brachionus koreanus 의 유전 체 해독을 통해 환경 변화에 따른 유전자 발현 평가

○ 국내 삼면의 해양생태계에 널리 분포 -> 해양생태계 변화 감시에 적합

○ 유전체 정보 요약

유전체 크기 (추정) 166.5 Mbps 유전자 수 (예측) 49,766개 Contig 숫자 64,920개 N50 value 5.3 Kbps 최대 contig 크기 276 Kbps

○ 독성 화학물질의 해독 작용 (detoxification)에 관여하는 cytochrome P450 (CYP) 전체 유전자 를 확보하여 CYP superfamily 최초로 규명

○ 유전체 정보로부터 2개의 미토콘드리아 유전체 정보 추출. 각각 10.4 Kbps와 11.9 Kbps 크기로 12개의 단백질 유전자로 구성됨

○ Hox 유전자 cluster 6개 중 5개 확보. 무척추동물 중 초파리와 예쁜 꼬마선충에서만 Hox 유전자의 기능이 알려져 있음

그림 3-1-18. 윤충류의 전체 cytochrome P4skanate1@

50 superfamily 계통도 (왼쪽) 및 윤충류의 Hox cluster 확보 결과 (오른 쪽)

그림 3-1-19. 진정홍조류 미토콘드리아 유 전체 계통수

4. 유전체 해독 : 홍조식물 우뭇가사리와 개꼬시래기

가. 연구개발 개요

○ 해양 홍조식물 유전체 및 전사체 해독

- 해양 홍조식물 유전체 연구를 통해 선도적으로 식물 유전체 모델을 제시함으로써 식 물 계통 및 진화 연구, 유용 식물 유전자 탐색 및 생물공학적 이용을 위한 연구기반 을 확립하고자 함

나. 연구 내용 및 결과

○ 막우뭇가사리(Gelidium vagum) 및 개꼬시래기(Gracilariopsis chorda) 유전체 해독

Sequencing statistics Scaffolding statistics Reads

수

Size

(Gbp)

GC

% Contig

수

N50 (bp)

Size

(Gbp) GC % Depth

막우뭇가사리

유전체 481,279,897 48.5 40.0 7,759 64,604 209.1 43.3 128 x

전사체 471,334,590 47.6 40.4 907 x

개꼬시래기

유전체 793,705,290 80.5 47.8 11,471 10,330 77.1 45.1 226 x

전사체 231,367,598 23.1 49.2 931 x

- 막우뭇가사리의 유전체: 크기 138

Mbps (exon 8,144개, intron