연체동물문 내 다판강(Polyplacophora)은 현재 전 세계적으로 20과 약 1,000여종이 서식하고 있다. 과거 주로 각판의 형태학적 특성을 이용한 계통연구를 수행하였으며 최근 형태형질과 더불어 분자적인 데이터를 유합한 복합적인 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이전까지 연구에서 사용한 짧은 길이의 미토콘드리아 및 핵 유전자는 다판강 내 계통유연관계 뿐만 아니라 연체동물문 내 강 사이의 유연관계 추론에 한계점을 보였다. 또한 현재 다판강 내 전체 미토콘드리아 ...
연체동물문 내 다판강(Polyplacophora)은 현재 전 세계적으로 20과 약 1,000여종이 서식하고 있다. 과거 주로 각판의 형태학적 특성을 이용한 계통연구를 수행하였으며 최근 형태형질과 더불어 분자적인 데이터를 유합한 복합적인 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이전까지 연구에서 사용한 짧은 길이의 미토콘드리아 및 핵 유전자는 다판강 내 계통유연관계 뿐만 아니라 연체동물문 내 강 사이의 유연관계 추론에 한계점을 보였다. 또한 현재 다판강 내 전체 미토콘드리아 유전체염기서열이 밝혀진 종은 따가리과(Mopaliidae) 1종과 군부과(Chitonidae) 2종에 불과하여 더 많은 종을 대상으로 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다. 따라서 본 연구는 연두군부과(Ischnochitonidae)에 속한 가는줄연두군부(Ischnochiton boninensis)의 미토콘드리아 유전체의 염기서열을 결정하고 그 특성을 규명하고자 한다.
가는줄연두군부의 미토콘드리아 유전체의 크기는 약 13,851bp이며 13개의 단백질 암호화 유전자와 2개의 ribosomal RNA 그리고 15개의 transfer RNA유전자로 구성되어있다. 구조적 문제로 인해 control region과 7개의 tRNA(tRNAMet, tRNATyr, tRNAGln, tRNAGlu, tRNACys, tRNATrp, tRNAGly)유전자의 염기서열은 결정되지 않았으며 12S rRNA유전자와 COIII유전자는 일부의 염기서열이 결정되었다. 미토콘드리아 유전체 배열은 다판강 내 전체 미토콘드리아 유전체 염기서열이 밝혀진 종들과 매우 유사하였고 A+T contents 값은 73.21%로서 A+T의 함량이 G+C의 함량보다 더 높음을 알 수 있다. 단백질 암호화 유전자의 경우 대부분 AUG를 개시코돈으로 사용하고 있으나 COⅢ유전자 및 ND4유전자는 AUA를, ND2유전자는 미토콘드리아 유전체에서 개시코돈으로 사용되지 않은 UUG를 개시코돈으로 사용하였다. 구조가 밝혀진 15개의 tRNA유전자는 모두 완벽한 네잎클로버 형태를 갖추고 있었으며 기 발표된 다판강 내 종들에게서 공통적으로 나타나는 tRNASer유전자의 불완전한 구조는 가는줄연두군부에서 나타나지 않았다.
연체동물문 내 다판강의 계통학적 위치를 확인하기위해 본 연구를 통해 염기서열이 밝혀진 가는줄연두군부를 포함한 연체동물문 내 6개 강 17종과 외군(out group)으로 사용한 환형동물문(Annelida) 내 2종의 11개 단백질 암호화 유전자 아미노산서열을 기반으로 계통분석을 수행하였다. 그 결과 연체동물문은 단계통을 형성하였으며 무판강(Aplacophora)이 연체동물문 내 가장 기저에 위치할 것이라는 Testaria가설과 일치하였다. 다판강은 무판강을 제외한 Testaria그룹 내에서 초기에 분지되었음을 확인하였다.
본 연구를 통해 최초로 규명된 가는줄연두군부의 미토콘드리아 유전체 염기서열 정보는 다판강 및 연체동물문 전체 계통유연관계를 밝히는 연구에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
연체동물문 내 다판강(Polyplacophora)은 현재 전 세계적으로 20과 약 1,000여종이 서식하고 있다. 과거 주로 각판의 형태학적 특성을 이용한 계통연구를 수행하였으며 최근 형태형질과 더불어 분자적인 데이터를 유합한 복합적인 연구가 이루어지고 있다. 그러나 이전까지 연구에서 사용한 짧은 길이의 미토콘드리아 및 핵 유전자는 다판강 내 계통유연관계 뿐만 아니라 연체동물문 내 강 사이의 유연관계 추론에 한계점을 보였다. 또한 현재 다판강 내 전체 미토콘드리아 유전체 염기서열이 밝혀진 종은 따가리과(Mopaliidae) 1종과 군부과(Chitonidae) 2종에 불과하여 더 많은 종을 대상으로 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다. 따라서 본 연구는 연두군부과(Ischnochitonidae)에 속한 가는줄연두군부(Ischnochiton boninensis)의 미토콘드리아 유전체의 염기서열을 결정하고 그 특성을 규명하고자 한다.
가는줄연두군부의 미토콘드리아 유전체의 크기는 약 13,851bp이며 13개의 단백질 암호화 유전자와 2개의 ribosomal RNA 그리고 15개의 transfer RNA유전자로 구성되어있다. 구조적 문제로 인해 control region과 7개의 tRNA(tRNAMet, tRNATyr, tRNAGln, tRNAGlu, tRNACys, tRNATrp, tRNAGly)유전자의 염기서열은 결정되지 않았으며 12S rRNA유전자와 COIII유전자는 일부의 염기서열이 결정되었다. 미토콘드리아 유전체 배열은 다판강 내 전체 미토콘드리아 유전체 염기서열이 밝혀진 종들과 매우 유사하였고 A+T contents 값은 73.21%로서 A+T의 함량이 G+C의 함량보다 더 높음을 알 수 있다. 단백질 암호화 유전자의 경우 대부분 AUG를 개시코돈으로 사용하고 있으나 COⅢ유전자 및 ND4유전자는 AUA를, ND2유전자는 미토콘드리아 유전체에서 개시코돈으로 사용되지 않은 UUG를 개시코돈으로 사용하였다. 구조가 밝혀진 15개의 tRNA유전자는 모두 완벽한 네잎클로버 형태를 갖추고 있었으며 기 발표된 다판강 내 종들에게서 공통적으로 나타나는 tRNASer유전자의 불완전한 구조는 가는줄연두군부에서 나타나지 않았다.
연체동물문 내 다판강의 계통학적 위치를 확인하기위해 본 연구를 통해 염기서열이 밝혀진 가는줄연두군부를 포함한 연체동물문 내 6개 강 17종과 외군(out group)으로 사용한 환형동물문(Annelida) 내 2종의 11개 단백질 암호화 유전자 아미노산서열을 기반으로 계통분석을 수행하였다. 그 결과 연체동물문은 단계통을 형성하였으며 무판강(Aplacophora)이 연체동물문 내 가장 기저에 위치할 것이라는 Testaria가설과 일치하였다. 다판강은 무판강을 제외한 Testaria그룹 내에서 초기에 분지되었음을 확인하였다.
본 연구를 통해 최초로 규명된 가는줄연두군부의 미토콘드리아 유전체 염기서열 정보는 다판강 및 연체동물문 전체 계통유연관계를 밝히는 연구에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
Polyplacophora is now recognized as having 20 families and about 1,000 species worldwide. In the past, genealogical studies by morphological traits were common and recently a study using morphological evidence and molecular data is being conducted. However, it turns out that short mitochondria and n...
Polyplacophora is now recognized as having 20 families and about 1,000 species worldwide. In the past, genealogical studies by morphological traits were common and recently a study using morphological evidence and molecular data is being conducted. However, it turns out that short mitochondria and nuclear gene used in most researches have limitations on understanding of relationship among Mollusca class as well as Polyplacophora. Relationship among invertebrate phyla is also controversial. Thus, I conducted this research to solve genealogical problem and secure genetic resources. In particular, mitochondria DNA(mtDNA) is appropriate for the purposes of this research, because we could observe gradual process in intra- and inter-specific development without homogeneous genetic recombination. Now, only one species in Mopaliidae and two species in Chitonidae have complete mtDNA base sequencing in Polyplacophora, so further researches of much more species are strongly needed. Therefore, this study is aimed to decide mtDNA base sequencing of Ischnochiton boninensis in Ischnochitonidae and prove its characteristics.
The size of Ischnochiton boninensis’ mtDNA is about 13,851bp and the mtDNA is made up of 13 protein coding genes, 2 ribosomal RNA genes, and 15 transfer RNA genes. Base sequencing of 7 tRNA(tRNAMet, tRNATyr, tRNAGln, tRNAGlu, tRNACys, tRNATrp, tRNAGly) and control region have not been decided due to structural problems, while part of base sequencing in 12S rRNA gene and COⅢ gene has been verified. Arrangement of mtDNA is very similar to that of species in Polyplacophora. The value of A+T contents is 73.21%, and it suggests that A+T contents exceeds G+C contents. As for protein coding genes, most of them utilize AUG as a start codon, while COⅢ gene and ND4 gene utilize AUA, and DN2 gene utilizes UUG, which is not used as start codon in mtDNA. All of 15 analyzed tRNA have a perfect four-leafed clover shape, and the imperfect structure of tRNASer gene which is common in known Polyplacophora species was not shown in Ischnochiton boninensis.
In order to confirm phylogenetic relationship among classes within Mollusca, molecular phylogenetic analysis was completed based on base sequencing of 11 protein coding genes from 4 species within Annelida, which were utilized as out group, and 35 species within 6 classes, including Ischnochiton boninensis, the base sequencing of which has been discovered. This study agress with the Testaria hypothesis that Aplacophora is located in the basal group. also, It is found that Polyplacophora is in the basal group of Testaria group except Aplacophora.
The information on base sequencing of Ischnochiton boninensis’ mtDNA, which is confirmed for the first time in this study, is expected to secure genetic information and provide useful data in further studies aimed to illuminate phylogenetic relationship in Polyplacophora and Mollusca.
Polyplacophora is now recognized as having 20 families and about 1,000 species worldwide. In the past, genealogical studies by morphological traits were common and recently a study using morphological evidence and molecular data is being conducted. However, it turns out that short mitochondria and nuclear gene used in most researches have limitations on understanding of relationship among Mollusca class as well as Polyplacophora. Relationship among invertebrate phyla is also controversial. Thus, I conducted this research to solve genealogical problem and secure genetic resources. In particular, mitochondria DNA(mtDNA) is appropriate for the purposes of this research, because we could observe gradual process in intra- and inter-specific development without homogeneous genetic recombination. Now, only one species in Mopaliidae and two species in Chitonidae have complete mtDNA base sequencing in Polyplacophora, so further researches of much more species are strongly needed. Therefore, this study is aimed to decide mtDNA base sequencing of Ischnochiton boninensis in Ischnochitonidae and prove its characteristics.
The size of Ischnochiton boninensis’ mtDNA is about 13,851bp and the mtDNA is made up of 13 protein coding genes, 2 ribosomal RNA genes, and 15 transfer RNA genes. Base sequencing of 7 tRNA(tRNAMet, tRNATyr, tRNAGln, tRNAGlu, tRNACys, tRNATrp, tRNAGly) and control region have not been decided due to structural problems, while part of base sequencing in 12S rRNA gene and COⅢ gene has been verified. Arrangement of mtDNA is very similar to that of species in Polyplacophora. The value of A+T contents is 73.21%, and it suggests that A+T contents exceeds G+C contents. As for protein coding genes, most of them utilize AUG as a start codon, while COⅢ gene and ND4 gene utilize AUA, and DN2 gene utilizes UUG, which is not used as start codon in mtDNA. All of 15 analyzed tRNA have a perfect four-leafed clover shape, and the imperfect structure of tRNASer gene which is common in known Polyplacophora species was not shown in Ischnochiton boninensis.
In order to confirm phylogenetic relationship among classes within Mollusca, molecular phylogenetic analysis was completed based on base sequencing of 11 protein coding genes from 4 species within Annelida, which were utilized as out group, and 35 species within 6 classes, including Ischnochiton boninensis, the base sequencing of which has been discovered. This study agress with the Testaria hypothesis that Aplacophora is located in the basal group. also, It is found that Polyplacophora is in the basal group of Testaria group except Aplacophora.
The information on base sequencing of Ischnochiton boninensis’ mtDNA, which is confirmed for the first time in this study, is expected to secure genetic information and provide useful data in further studies aimed to illuminate phylogenetic relationship in Polyplacophora and Mollusca.
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