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문제 정의
- 또한 한우에서 나타나는 비경 흑색에 대한 연구는 비경에서의 흑색 침착 정도에 따른 4개 등급의 구분과 그 출현 빈도를 조사한 보고(나 등, 1986) 이외에 다른 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 한우와 칡소 그리고 비경 흑색과 황색 한우에서 포유동물의 흑 모색과 적모색 발현 및 피부 색소침착(pigmentation) 에 중요한 유전자인 MC1R 유전자의 유전자형과 빈도를 비교 분석하고 MCJR 유전자 분석이 칡소와 한우 모색 고정을 위한 유전적 표지 인자로서의 이용 가능성을 구명하고자 실시하였다.
제안 방법
- PCR 반응은 이 등(2000)의 보고한 반응 조건에 따라 실시하였고 primer의 증폭된 MC1R 유전자 산물에 Act I 과 Msp I (혹은 BsrFl) 제한효소를 이용하여 37℃에서 4~8시간 소화한 후 6% polyacrylamide gel에 전기영동하여 분리한 후 EtBr 염색을 실시하여 RFLP 패턴을 분석하였다.
- 1에 나타나 있는데 이는 Klungland 등<1995)이 보고와 일치하는 밴드 패턴을 나타내고 있었다. 공시된 모든 개체는 이 두 가지 제한효소를 처리하였고 Klungland 등(1995)이 보고한 ED/ED, ED/E+, ED/e, E+/E+, E+와 e/e 유전자형으로 구분하였다. 칡소와 한우에서 분석된 MC1R 유전자의 유전자형과 빈도는 Table 1에 제시하였다.
- 15M NH4CI, 10mM KHCO3, lOmM NazEDTA)를 2배 첨가하여 1,500xg에서 10분 동안 원심분리 후상 층 액을 제거하였고, 이 과정을 2~3회 반복하였다. 그 후 의 extraction buffer (0.4M NaCl; 10mM Tris-HCl, pH 8.0; 2mM NazEDTA)를 넣고 혼합 후 200㎕의 10% SDS 와 50㎕의 proteinase K (lOmg/ml)를 첨가하여 50℃ 에서 3 ~ 12시간 정치하였고, Phenol: Chloroform 추출방법으로 정제하였다. 에탄올 처리 후 DNA pellet를 TE buffer에 녹여 PCR에 이용하였다.
- 그리고 비경황색 한우도 이들 제동목장과 와흘 한우단지 집단에서 18두를 채혈하여 이용하였다. 또한 칡소와 한우의 정확한 유전자형 분석을 위하여 이미 보고(이 등, 2000)된 홀스타인과 흑모화우 품종 2두를 공시하여 MC1R 유전자의 ED/~ 유전자형을 확인하였다.
- 수행하였다. 소의 경정맥에서 약 1㎖의 혈액을 채취한 후 50㎖ 튜브에 넣고 NH4CI lysis buffer (0.15M NH4CI, 10mM KHCO3, lOmM NazEDTA)를 2배 첨가하여 1,500xg에서 10분 동안 원심분리 후상 층 액을 제거하였고, 이 과정을 2~3회 반복하였다. 그 후 의 extraction buffer (0.
- 칡소와 비경흑색 한우의 MC1R 유전자의 유전자형를 조사하고 칡소의 모색 발현과 한 우비경색과의 관계를 규명하기 위하여 MC1R 유전자의 PCR-RFLP 분석을 수행하였다. 소에서 나타나는 6가지 유전자형(E°ZE°, E%, r/r, E7e와 e/e) 중 칡소에서는 단지 2개의 유전자형 E/E와 E7e 만이 출현하였고, e/e 유전자형을 가지는 개체는 전혀 출현하지 않아제주재래흑우에서와 같이 혹색 호반모가 발현되기 위해서는 기본적으로 E, allele이 필요한 것으로 사료되었다.
대상 데이터
- DNA를 얻기 위한 칡소의 혈액 샘플은 충청북도 축산위생연구소 8두, 고성 칡소 단지 7두에서 채혈된 15두를 이용하였고, 황갈색 계통의 단일 모색을 가지는 한우는 제주농업시험장, 축산기술연구소 대관령지소, 제주도 소재 제동목장에서 채혈된 37두가 이용되었다. 그리고 비경흑색 한우는 제주도 소재 제동목장 13 두와 와홀 한우단지 10두에서 채혈하였는데, 제동목장에서 채혈된 개체들은 92년경 전국 각지에서 구입된 한우 종빈우의 자손으로부터 비경 흑색 개체를 임의로 선정하였고 와흘 한우단지에서 채혈된 개체들은 충청도 지방을 중심으로 생산된 구입축으로부터 비경흑색 개체를 선정 채혈하였다.
- 그리고 비경흑색 한우는 제주도 소재 제동목장 13 두와 와홀 한우단지 10두에서 채혈하였는데, 제동목장에서 채혈된 개체들은 92년경 전국 각지에서 구입된 한우 종빈우의 자손으로부터 비경 흑색 개체를 임의로 선정하였고 와흘 한우단지에서 채혈된 개체들은 충청도 지방을 중심으로 생산된 구입축으로부터 비경흑색 개체를 선정 채혈하였다. 그리고 비경황색 한우도 이들 제동목장과 와흘 한우단지 집단에서 18두를 채혈하여 이용하였다. 또한 칡소와 한우의 정확한 유전자형 분석을 위하여 이미 보고(이 등, 2000)된 홀스타인과 흑모화우 품종 2두를 공시하여 MC1R 유전자의 ED/~ 유전자형을 확인하였다.
- 그리고 비경흑색 한우는 제주도 소재 제동목장 13 두와 와홀 한우단지 10두에서 채혈하였는데, 제동목장에서 채혈된 개체들은 92년경 전국 각지에서 구입된 한우 종빈우의 자손으로부터 비경 흑색 개체를 임의로 선정하였고 와흘 한우단지에서 채혈된 개체들은 충청도 지방을 중심으로 생산된 구입축으로부터 비경흑색 개체를 선정 채혈하였다. 그리고 비경황색 한우도 이들 제동목장과 와흘 한우단지 집단에서 18두를 채혈하여 이용하였다.
이론/모형
- 소 MC1R 유전자 단편을 증폭하기 위하여 Klungland 등(1995)이 보고한 E3, E4, E5와 E6 primer를 이용하였고 염기서열은 다음과 같다.
성능/효과
- 또한 비경황색 한우에서 출현하는 유전자형과 빈도는 Table 1의 비경색을 구별하지 않고 공시된 황갈색 단일 모색의 집단에서와 비슷한 경향을 나타내고 있었다. 그리고 이 실험에 공시된 모든 개체에서 홀스타인과 엥거스 등 우성 흑모색 품종에서 나타나는 ED allelee 전혀 출현하지 않았다.
- 칡소와 한우에서 분석된 MC1R 유전자의 유전자형과 빈도는 Table 1에 제시하였다. 본 실험에서 분석된 칡소에서는 소에서 나타나는 6가지 유전자형 E7r, E'7e, E+/E+, E*/e와 e/e) 중 와 ET/e 유전자형만이 출현하였으며 e/e 유전자형은 전혀 출현하지 않았다. E+와 e allele 의 빈도는 각각 0.
- 특히 이 등(2000)은 MC1R 유전자분석결과 제주 재래흑우에서 흑모색 출현 양식은 위의 두 가지 중 두번째 경우일 것으로 추정하고 있다. 본 실험에서 칡소에서의 분석 결과 EVE*와 r/e 유전자형만이 출현하였으며 e/e 유전자형은 전혀 출현하지 않았다. 이러한 결과는 Icelandic cattle과 제주 재래흑우에서의 흑 모색과 같이 칡소의 흑색 호반모가 발현되기 위해서는 기본적으로 F allele을 가지고 있어야 함을 제시하고 있다.
- 비경흑색 한우에서 출현하는 유전자형은 E*/e 와 e/e 유전자형으로 비경황색 한우에서와 같은 유전자형을 나타내고 있었으며, 칡소와 제주 재래 흑우에서 나타나는 E*/E* 유전자형이 줄현하지 않은 반면에 칡소와 제주 재래 흑우에서 나타나지 않는 e/e 유전자형이 출현하고 있었다. 비경흑색 한우에서의 E+와 e allele의 빈도는 각각 0.
- 비경흑색 한우에서의 E+와 e allele의 빈도는 각각 0.37과 0.63 이었고 비경황색 한우에서는 각각 0.11과 0.89로, 비경흑색 한우에서 E* allele 빈도가 비경황색 한우에서 보다 높았다. 또한 비경황색 한우에서 출현하는 유전자형과 빈도는 Table 1의 비경색을 구별하지 않고 공시된 황갈색 단일 모색의 집단에서와 비슷한 경향을 나타내고 있었다.
- 즉, e/e 동형접합체 개체에서는 흑모색 자체가 발현될 수 없으며, 한우에서 나타나는 흑색 발현 개체들인 제주 재래 흑우와 칡소에서도 이러한 이유로 e/e 동형접합체를 가지는 개체들이 출현하지 않는 것으로 보인다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 칡 소에서의 호반모의 모색 발현은 E+/- 유전자형을 가지고 있는 개체에서 brindle 모색 발현에 관여하는 아직 알려지지 않은 유전자의 작용에 의해 호반모의 모색이 발현되는 것으로 판단된다. 칡소에서 체계적인 교배와 통계학적인 분석에 의한 모색 출현 양식을 분석한 연구가 전혀 없어 어떠한 유전 좌위(locus)가 이러한 모색 발현에 관여하는지 추정할 수 없지만 칡소의 모색 고정을 위해서는 기본적으로 E+/E+ 유전자형의 고정, 즉 e allele의 제거가 필요하며 통계학적 분석과 분자유전학적 연구를 통하여 칡소 모색 발현에 관여하는 유전좌위와 유전자 탐색이 필요하며 더 많은 공시두수를 이용하여 추가 분석이 수행되어야 될 것으로 판단된다.
후속연구
- 08 내외로 추정되며, E*/E* 유전자형이 전혀 출현되지 않고 있음을 볼 때 현재 이용되는 한우 보증종모우는 대부분 e/e 유전자형일 것으로 판단되지만 이에 대한 연구는 좀 더 자세히 수행되어져야 될 것으로 사료된다. 그러한 연구를 바탕으로 보증종모우별 MC1R 유전자형을 농가에 제공하고 생산된 송아지의 모색 및 비경색 등의 결과를 조사하므로써 MC1R 유전자 분석이 칡소 뿐만 아니라 한우의 모색 고정에도 도움이 될 것으로 판단된다.
- 즉 소에서 나타나는 E* allelee 다른 어떤 유전자의 작용에 의해 흑색이 발현될 수 있으며, 바로 제주 재래흑우에서의 흑모색과 칡 소에서의 흑색 호반모의 출현이 대표적인 사례이고 Khmgland(l995)의 MC1R 유전자 연구와 Adal- steinsson 등(1995)의 통계학적인 연구 또한 이러한 사실을 뒷받침하고 있다. 본 연구와 정 등(2000)의 연구를 종합해 보면 현재 한우의 E+ allele의 빈도는 0.08 내외로 추정되며, E*/E* 유전자형이 전혀 출현되지 않고 있음을 볼 때 현재 이용되는 한우 보증종모우는 대부분 e/e 유전자형일 것으로 판단되지만 이에 대한 연구는 좀 더 자세히 수행되어져야 될 것으로 사료된다. 그러한 연구를 바탕으로 보증종모우별 MC1R 유전자형을 농가에 제공하고 생산된 송아지의 모색 및 비경색 등의 결과를 조사하므로써 MC1R 유전자 분석이 칡소 뿐만 아니라 한우의 모색 고정에도 도움이 될 것으로 판단된다.
- 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 칡 소에서의 호반모의 모색 발현은 E+/- 유전자형을 가지고 있는 개체에서 brindle 모색 발현에 관여하는 아직 알려지지 않은 유전자의 작용에 의해 호반모의 모색이 발현되는 것으로 판단된다. 칡소에서 체계적인 교배와 통계학적인 분석에 의한 모색 출현 양식을 분석한 연구가 전혀 없어 어떠한 유전 좌위(locus)가 이러한 모색 발현에 관여하는지 추정할 수 없지만 칡소의 모색 고정을 위해서는 기본적으로 E+/E+ 유전자형의 고정, 즉 e allele의 제거가 필요하며 통계학적 분석과 분자유전학적 연구를 통하여 칡소 모색 발현에 관여하는 유전좌위와 유전자 탐색이 필요하며 더 많은 공시두수를 이용하여 추가 분석이 수행되어야 될 것으로 판단된다.
- 그리고 나 등(1986)은 한우의 비경색을 흑색의 강도별로 4개 등급으로 구분하고 있는데 본 실험의 공시축 채혈 과정에서 관찰된 개체들은 다양한 spectrum 양상의 색소침착 정도를 나타내고 있어 등급을 객관적으로 나누기가 사실상 불가능하였다. 하지만 비경흑색 한우에서 E* allele의 빈도가 비경황색 한우에 비해 높았고 e allele의 빈도는 낮은 것은 주목할 만한 결과이며 사람의 피부색 (Val.,erde 등, 1995; Frandberg 등, 1998; Rana 등, 1999)에서와 같이 MC1R 유전자가 어느 정도 비경색에 영향을 주는 것으로 추정되지만 더 많은 집단과 두수에서 그리고 비경 흑색 침착 정도별로 분석이 이루어져야 될 것으로 사료된다.
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