환경의 변화와 파괴는 다양한 생물의 생존을 위협하고 있으며, 궁극적으로는 인류의 생존에 큰 위협이 되고 있습니다. 인간에 의한 연안환경 변화로 해양생물다양성 악화가 진행되고 있다. 이들은 다시마 숲과 마찬가지로 해양생물다양성 보전에 크게 기여하는 중요한 생태계이기도 하다.
세포 내 수준의 환경 변화에 대한 생물학적 반응과 분자 바이오마커의 사용. 해양생물다양성을 유지하기 위해서는 해양생물다양성 유지에 크게 기여하는 생태계의 깃대종에 대한 기본적인 생물학적 지식을 습득하는 것이 필요하다. 해조류에 대한 기본적인 생물학적 연구는 거의 없습니다.
해양생태계 깃대종 선정 및 생물다양성 보전 기여도 결정 해양 생물 다양성의 보전/관리를 위한 새로운 지식 기반 전략 개발. 환경 변화에 대한 생물학적 반응 및 중요 유전자의 기능 분석.
Omics 연구를 통한 다양한 생물학적 정보 발굴
연구개발 추진 체계
생태계 변화를 조기에 감지하기 위한 융합기술 기반 시스템 지식기반 해양보전구역 설정 및 해양보전법 제정을 위한 지원자료 제작 및 보급 지속가능한 성장을 위한 해양생태계의 중요성을 인식하고 경제지표로 환산할 수 있는 방법을 개발한다.
소요예산
개인창의과제 (2009) 연구 결과보고
연구개발목표
연구개발내용
- First strand cDNA 합성
다환 방향족 탄화수소의 이름은 PAH MIX 525, Acenaphthylene, Fluorene, Phenanthrene, Anthracene, Pyrene, Benzo(a)anthracene, Chrysene, Benzo(b)fluoranthene, Benzo(k)fluoranthene, Benzo(a)pyrene, Indeno(1 )), 2,3-cd)피렌, 디벤조(a,h)안트라센, 벤소(ghi)페릴렌 등 대표적인 PAH 13종을 각각 500㎍/mL의 농도로 혼합한다. 5분간 원심분리 후 에탄올 용액을 제거하고 침전된 RNA를 건조시켰다. 건조 후 적당량의 DEPC 처리수에 용해시켰다.
GeneFishingTM DEG 키트(Seegene, Korea)를 사용하여 온도 및 PAH 변화에 해당하는 특정 유전자를 분리했습니다. 특정 유전자 단편의 분리 및 시퀀싱. 합성된 첫 번째 가닥 cDNA를 주형으로 사용하고 dT-ACP2 및 임의 ACP(120종)를 프라이머로 사용하여 PCR을 수행했습니다.
PCR 산물은 2% agarose gel을 이용하여 분리하였고 이를 통해 특이적으로 증폭하였다. 정제 후, T-벡터 시스템을 사용하여 PCR 산물을 클로닝하고 플라스미드를 추출하고 시퀀싱하였다. 환경 변화에 특이적인 유전자는 차등 표시가 있는 PCR 방법을 사용하여 증폭되었고, 증폭 산물은 아가로스 젤을 사용한 전기영동으로 분리되었습니다. 결과는 그림 2에 나와 있습니다.
온도 변화 및 PAH에 의해 발현량이 변하는 유전자를 Differential display PCR 방법으로 분리. 온도 변화에 따라 양이 변한 유전자의 염기서열은 다음과 같다. PAH 노출에 반응하여 발현 수준이 변경된 유전자의 염기서열은 다음과 같습니다.
연구결과에 대한 고찰
- 기타 생물학적 반응
- 연구논문 (SCI)
- 학술대회발표 ( 국제학술대회 )
본 연구에서는 두 종류의 칼슘 관련 단백질 유전자를 분리하였다. 세포질에서 미토콘드리아로의 칼슘 수송은 칼슘 유니포트(Carafoli, 2003) 또는 미토콘드리아 칼슘 결합 수송체(CaMCs)(del Arco et al., 1998)에 의해 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 본 연구에서는 고온 노출에 의해 칼슘 의존성 운동성 운반체 단백질의 유전자 발현량이 억제되고 CaM 및 careticulin 유전자의 발현량이 증가함을 확인하였다.
본 연구에서는 5개의 리보솜 단백질의 발현이 증가함을 확인하였다. Ho에서 PQBP1 유전자 발현이 유도됨을 확인하였다. 페리틴 mRNA 발현은 또한 종양 괴사 인자-α 발현 후에 증가하는 것으로 나타났다(Torti et al., 1988).
페리틴 발현은 사이토카인, 산화제, 발암 유전자 및 기타 성장 인자를 조절하는 것으로 알려져 있습니다(Torti et al., 2002). 따라서 페리틴은 세포 스트레스 및 염증에 대한 세포 방어에 관여하는 단백질 계열의 구성원으로 인식됩니다(Barbeito et al., 2009). 이 DD-PCR 분석에서 고온 노출에 대한 반응으로 페리틴 mRNA 발현이 증가했습니다.
본 연구에서는 고온 처리에 의해 MBL 유전자의 전사가 유도됨을 확인하였으며, 이는 고온이 병원체의 수를 증가시키고 면역 관련 유전자의 발현을 증가시켰기 때문일 가능성이 높다. 이 연구에서 고온 노출에 의한 PARP 발현 억제가 관찰되었습니다. 본 연구에서는 발암과 관련이 있다고 생각되는 고온에 노출된 연산호에서 RERG의 발현이 억제되었다.
이 분석에서 연산호의 ADAM은 고온 스트레스에 대한 노출에 반응합니다. 본 연구에서는 DD-PCR 기법을 이용하여 고온 스트레스 노출에 따라 차등적으로 발현되는 연산호 유전자 후보군을 분리하였다. 이번 연구에서 분리한 유전자 마커는 향후 바이오칩 개발로 이어져 첨단 기술을 활용해 환경 변화를 모니터링하는 도구로 활용될 것으로 믿는다.
