본 연구는 환형동물門 (Phylum Annelida), 빈모綱 (Class Oligochaeta), 신빈모目 (Order Neooligochaeta), 지렁이科 (Family Megascolecidae)에 속하는 팔딱이지렁이(P. excavatus)를 통해 재생능력의 진화-발생학적 소실 및 양방향 재생의 메커니즘 규명하고자 하였다.
대부분의 지렁이는 여러 가지 외부환경의 영향으로 인해 신체의 일부분을 소실하였을 때, 그 부분을 완벽하게 복원하는 능력을 지니고 있다. 하지만 종에 따라 복원하는 능력의 차이가 매우 다양하여 진화-발생학적으로 재생능력의 획득 및 소실에 관하여 연구하는데 있어 매우 적합한 모델로 사료된다. 또한, 본 연구에서 사용되어진 팔딱이지렁이(P. excavatus)는 뇌의 구조를 갖고 있는 두부와 더불어 ...
본 연구는 환형동물門 (Phylum Annelida), 빈모綱 (Class Oligochaeta), 신빈모目 (Order Neooligochaeta), 지렁이科 (Family Megascolecidae)에 속하는 팔딱이지렁이(P. excavatus)를 통해 재생능력의 진화-발생학적 소실 및 양방향 재생의 메커니즘 규명하고자 하였다.
대부분의 지렁이는 여러 가지 외부환경의 영향으로 인해 신체의 일부분을 소실하였을 때, 그 부분을 완벽하게 복원하는 능력을 지니고 있다. 하지만 종에 따라 복원하는 능력의 차이가 매우 다양하여 진화-발생학적으로 재생능력의 획득 및 소실에 관하여 연구하는데 있어 매우 적합한 모델로 사료된다. 또한, 본 연구에서 사용되어진 팔딱이지렁이(P. excavatus)는 뇌의 구조를 갖고 있는 두부와 더불어 미부의 재생이 가능한 양방향성 재생동물 중 가장 고등한 동물로 알려져 있으며, 재생연구를 위한 새로운 모델 시스템으로 여러 가지 장점을 갖고 있다. 그럼에도 불구하고 P. excavatus에 대한 유전정보 및 그를 통한 연구가 매우 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구진은 P. excavatus를 이용하여 재생단계별(재생 0.25, 0.5, 1, 3, 7, 10, 14, 21일차) 양방향 재생아조직의 RNA를 추출하였으며, 차세대 염기서열 분석(NGS) 기법을 통하여 재생단계별 양방향 재생아조직의 전사체 분석을 실시하였다. NGS 분석 결과, 총 6억 개의 reads raw가 산출되었으며, 이를 조합하여 분자적 실험을 진행하기에 적합한 수준의 전사체 염기서열을 획득하였다. 여러 가지 재생모델시스템을 바탕으로 선행되어진 연구들을 통하여 재생관련 유전자를 선별하였고, 그 결과 Wnt 신호전달경로 관련 유전자 군이 재생 메커니즘과 밀접한 연관성을 가지고 있는 것을 확인하였다. 새롭게 획득한 P. excavatus의 전사체 염기서열 중 Wnt 신호전달경로와 관련된 유전자 군을 선별하였으며(Wnt family, Frizzled family, Sizzled family, Dishevelled family, GSK3 family, β-catenin family, Tcf family), 이를 통해 재생단계별, 부위별 시공간적 발현양상을 확인하였다. 연구 결과, 대부분의 유전자가 양방향 재생 중 특이적인 발현양상을 나타내는 것으로 확인되었고, 특정 부분에서 특이적인 발현을 보이는 유전자 또한 확인되었다.
본 연구를 통해 밝혀진 재생 특이적인 유전자 군은 진재생의 메커니즘 및 진화-발생학적 재생능력의 획득과 소실에 대한 구체적인 정보를 제공할 것이며, 새롭게 분석된 유전자 서열을 통해 높은 수준의 후행연구가 이어질 것으로 사료된다.
본 연구는 환형동물門 (Phylum Annelida), 빈모綱 (Class Oligochaeta), 신빈모目 (Order Neooligochaeta), 지렁이科 (Family Megascolecidae)에 속하는 팔딱이지렁이(P. excavatus)를 통해 재생능력의 진화-발생학적 소실 및 양방향 재생의 메커니즘 규명하고자 하였다.
대부분의 지렁이는 여러 가지 외부환경의 영향으로 인해 신체의 일부분을 소실하였을 때, 그 부분을 완벽하게 복원하는 능력을 지니고 있다. 하지만 종에 따라 복원하는 능력의 차이가 매우 다양하여 진화-발생학적으로 재생능력의 획득 및 소실에 관하여 연구하는데 있어 매우 적합한 모델로 사료된다. 또한, 본 연구에서 사용되어진 팔딱이지렁이(P. excavatus)는 뇌의 구조를 갖고 있는 두부와 더불어 미부의 재생이 가능한 양방향성 재생동물 중 가장 고등한 동물로 알려져 있으며, 재생연구를 위한 새로운 모델 시스템으로 여러 가지 장점을 갖고 있다. 그럼에도 불구하고 P. excavatus에 대한 유전정보 및 그를 통한 연구가 매우 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구진은 P. excavatus를 이용하여 재생단계별(재생 0.25, 0.5, 1, 3, 7, 10, 14, 21일차) 양방향 재생아조직의 RNA를 추출하였으며, 차세대 염기서열 분석(NGS) 기법을 통하여 재생단계별 양방향 재생아조직의 전사체 분석을 실시하였다. NGS 분석 결과, 총 6억 개의 reads raw가 산출되었으며, 이를 조합하여 분자적 실험을 진행하기에 적합한 수준의 전사체 염기서열을 획득하였다. 여러 가지 재생모델시스템을 바탕으로 선행되어진 연구들을 통하여 재생관련 유전자를 선별하였고, 그 결과 Wnt 신호전달경로 관련 유전자 군이 재생 메커니즘과 밀접한 연관성을 가지고 있는 것을 확인하였다. 새롭게 획득한 P. excavatus의 전사체 염기서열 중 Wnt 신호전달경로와 관련된 유전자 군을 선별하였으며(Wnt family, Frizzled family, Sizzled family, Dishevelled family, GSK3 family, β-catenin family, Tcf family), 이를 통해 재생단계별, 부위별 시공간적 발현양상을 확인하였다. 연구 결과, 대부분의 유전자가 양방향 재생 중 특이적인 발현양상을 나타내는 것으로 확인되었고, 특정 부분에서 특이적인 발현을 보이는 유전자 또한 확인되었다.
본 연구를 통해 밝혀진 재생 특이적인 유전자 군은 진재생의 메커니즘 및 진화-발생학적 재생능력의 획득과 소실에 대한 구체적인 정보를 제공할 것이며, 새롭게 분석된 유전자 서열을 통해 높은 수준의 후행연구가 이어질 것으로 사료된다.
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