[논문]연체동물 유전체 연구현황

방인석; 한연수; 이준상; 이용석

[국내논문] 연체동물 유전체 연구현황
Current Status of Genome Research in Phylum Mollusks 원문보기

한국패류학회지 = The Korean journal of malacology, v.26 no.4, 2010년, pp.317 - 326

방인석 (호서대학교 자연과학대학 생명과학과, 기초과학연구소) , 한연수 (전남대학교 농업생명과학대학 식물생명공학부 농생물학과) , 이준상 (강원대학교 환경연구소) , 이용석 (인제대학교 의과대학 기생충학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

The availability of fast and inexpensive sequencing technology has enabled researchers around the world to conduct many genome sequencing and expressed sequence tag (EST) projects of diverse organisms. In recent years, whole genome projects have been undertaken to sequence ten species from the phylum Mollusca. These include Aplysia californica, Lottia gigantea, Crassostrea virginica, Spisula solidissima, Mytilus californianus, Biomphalaria glabrata, Crepidula fornicata, Elysia chlorotica, Lottia scutum and Radix balthica. Additionally, complete mitochondrial genomes of 91 mollusks have been reported. In Korea, EST projects have been conducted in nine mollusk species that include Nesiohelix samarangae, Pisidium (Neopisidium) coreanum, Physa acuta, Incilaria fruhstorferi, Meretrix lusoria, Ruditapes philippinarum, Nordotis gigantea, Crassostrea gigas and Laternula elliptica. Finally, the mitochondrial genome projects from the Pacific Oyster (Crassostrea gigas) and the rock shell (Thais clavigera) have been conducted and reported. However, no systemic mollusk genome project has so far been conducted in Korea. In this report, the current status and research trends in mollusk genome study in Korea will be discussed.

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문제 정의

본 논고에서는 이러한 유전체 프로젝트 중 연체동물을 대상으로 하고 데이터 또는 프로젝트 내용을 공개한 경우로 한정하여 수행되어진 프로젝트들의 현황을 알아보고 국내에서는 어떠한 방향으로 연체동물의 유전체 프로젝트들을 수행해야 할지 등의 방향을 알아보고자 한다.

성능/효과

연체동물의 미토콘드리아 유전체프로젝트는 1999년 등록된 Katharina tunicata, Albinaria coerulea, Cepaea nemoralis 및 한국에서 등록한 Crassostrea gigas 를 필두로 하여 2010년 12월 현재까지 총 91종이 등록되어있다. 연체 동물문 중 가장 많이 분석된 강은 복족류 (41종) 이었으며, 부족류 31종, 두족류 15종이 분석되었다 (Table 3, 4). 수행시기별로 보면 1999년부터 2005년까지 총 20종이 수행된 것에 비해 2006년부터 2010년 까지 71종이 수행되어져 염기서열 분석기술 및 생물정보학의 발전이 더욱 빠르고 정확한 유전체프로젝트 수행에 밀접한 관련이 있음을 보여주고 있다 (Table 3).
연체 동물문 중 가장 많이 분석된 강은 복족류 (41종) 이었으며, 부족류 31종, 두족류 15종이 분석되었다 (Table 3, 4). 수행시기별로 보면 1999년부터 2005년까지 총 20종이 수행된 것에 비해 2006년부터 2010년 까지 71종이 수행되어져 염기서열 분석기술 및 생물정보학의 발전이 더욱 빠르고 정확한 유전체프로젝트 수행에 밀접한 관련이 있음을 보여주고 있다 (Table 3).
국가별로 살펴보면 중국에서 가장 많은 종수인 총 22종을 분석하였으며 다음은 미국이 19종을 그리고 스페인은 14종을 분석하였다. 중국은 분석한 22종 중 Meretrix lusoria, Paphia euglypta, Crassostrea iredalei, Saccostrea mordax, Meretrix meretrix, Argopecten irradians irradians, Meretrix petechialis, Cristaria plicata, Crassostrea angulata, Crassostrea ariakensis, Crassostrea sikamea, Chlamys farreri, Hyriopsis cumingii, Mimachlamys nobilis, Crassostrea hongkongensis, Sinonovacula constricta 16종이 부족류에 속해 있었다.
중국은 분석한 22종 중 Meretrix lusoria, Paphia euglypta, Crassostrea iredalei, Saccostrea mordax, Meretrix meretrix, Argopecten irradians irradians, Meretrix petechialis, Cristaria plicata, Crassostrea angulata, Crassostrea ariakensis, Crassostrea sikamea, Chlamys farreri, Hyriopsis cumingii, Mimachlamys nobilis, Crassostrea hongkongensis, Sinonovacula constricta 16종이 부족류에 속해 있었다. 또한 최근 스페인에서 Onchidella celtica, Siphonaria pectinata, Ascobulla fragilis, Myosotella myosotis, Pyramidella dolabrata 5종의 복족류의 mitochondrial genome 분석을 통해 진화관계를 언급하였고 (Grande et al., 2004 Grande et al., 2004 Grande et al., 2008), Terebra dimidiata, Cancellaria cancellata, Fusiturris similis, Conus borgesi, Cymbium olla, Cymatium parthenopeum, Nassarius reticulatus, Bolinus brandaris 신복족류 8종을 동시에 분석하여 phylogenetic relationship을 밝혔는데 (Cunha et al., 2009) 분석한 14 종 중 13종이 모두 복족류에 속해 있었다. 이러한 경향은 일본에서도 마찬가지인데 분석한 12 종 중 Sepia esculenta, Vampyroteuthis infernalis, Octopus ocellatus, Watasenia scintillans, Sepia officinalis, Sepioteuthis lessoniana, Octopus vulgaris, Todarodes pacificus, Loligo bleekeri 9종이 두족류 이었다 (Yokobori et al.
NCBI 에 등록되어져 있는 연체동물 EST 서열들을 종별로 살펴보면 Aplysia californica 가 가장 많은 255,605개의 EST 서열이 등록되어 있으며 그 다음으로는 Lottia gigantean 252,091개, Crassostrea gigas 196,794 개의 EST 서열이 등록되어 있다. 그 이외에 10,000 개 이상이 등록된 종은 Biomphalaria glabrata, Mytilus californianus, Euprymna scolopes, Mytilus galloprovincialis, Crassostrea virginica, Lymnaea stagnalis, Aplysia kurodai, Hyriopsis cumingii 등을 포함하여 총 11종이었다. 이중 염색체를 대상으로 한 유전체 프로젝트가 진행된 종은 총 5종이었다.
전세계적으로 10개의 연체동물 유전체 프로젝트가 진행중이다. EST 분석 프로젝트는 14종이 수행중인 것으로 집계되지만 염기서열 등록현황을 살펴보면 20종 이상의 EST 프로 젝트가 수행되어졌으며 10,000개 이상의 EST 서열이 등록 되어진 종은 총 11개의 종 이었다. 또한 91개의 mitochondrial genome project 가 수행되어 완성되었는데, 2005년 이전까지는 유용한 연체동물들을 대상으로 하여 20여개의 프로젝트가 수행되었으나 2006년 이후 수행되어진 71개의 프로젝트는 mitochondrial genome 분석을 이용한 molecular phylogenetic analysis를 위해 속, 목 단위에서 여러 개체를 동시에 분석하는 경우가 많았다.

후속연구

복족강에 속하는 Lottia gigantean, Lottia scutum 그리고 Crepidula fornicate 등은 다양한 환경조건에서 서식이 가능한 특성 때문에 을 지니고 있어 다양한 지역에서 서식이 가능한 지표생물종으로 진화, 발생 및 생태보전 관련 연구를 위해 genome 및 EST 연구가 수행중이다. 또한 상업적으로 매우 유용하며 근육생리학적 연구에 매우 중요한 Argopecten irradians, Crassostrea gigas 등의 유전체 및 EST 연구가 수행중이다. 식량자원으로 잘 알려진 전복류의 경우에도 Haliotis asinine 를 위주로 하여 대단위의 EST 프로젝트가 진행되고 있으며 진주조개로 잘 알려진 Pinctada maxima의 유전체 연구 또한 진행중이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	최근 유전체프로젝트를 많이 수행할 수 있게 된 이유는?	유전체프로젝트는 많은 인력과 경제력이 바탕이 되어야 하는 바 과거에는 여러나라가 컨소시엄 형태를 이루지 않으면 수행하기가 어려웠으며 이에 따라 각국의 기술을 서로 공유하고 데이터를 분석하는 방법 등의 표준화가 자연스레 이루어지는 계기가 되기도 했다. 하지만 유전체 분석기술이 점차 고도화, 자동화 되어지면서 유전체분석 소요비용이 감소되었고 이에 따라 국제컨소시엄은 국내컨소시엄 형태로 바뀌기 시작 하였으며 최근에는 미생물 종류 등 생물의 유전체 길이에 따라 실험실 단위에서 유전체 프로젝트를 수행하는 추세로 바뀌어 가고 있다 (Morozova and Marra, 2008 Yang et al., 2009).
	2010년 기준 진행 중이거나 완성된 유전체 프로젝트의 수는?	이러한 결과 9,233개의 유전체 프로젝트가 진행 중이거나 완성되었다(2010년 12월 20일 현재). 이중 완료되어 논문까지 출간된 프로젝트는 총 1,543개 이며 1,695개의 진핵생물, 5,477개의 원핵생물 및 209개의 고세균류의 유전체 프로젝 트가 진행 중이다.
	유전체프로젝트가 수행되기 어려웠던 이유는?	, 2010). 유전체프로젝트는 많은 인력과 경제력이 바탕이 되어야 하는 바 과거에는 여러나라가 컨소시엄 형태를 이루지 않으면 수행하기가 어려웠으며 이에 따라 각국의 기술을 서로 공유하고 데이터를 분석하는 방법 등의 표준화가 자연스레 이루어지는 계기가 되기도 했다. 하지만 유전체 분석기술이 점차 고도화, 자동화 되어지면서 유전체분석 소요비용이 감소되었고 이에 따라 국제컨소시엄은 국내컨소시엄 형태로 바뀌기 시작 하였으며 최근에는 미생물 종류 등 생물의 유전체 길이에 따라 실험실 단위에서 유전체 프로젝트를 수행하는 추세로 바뀌어 가고 있다 (Morozova and Marra, 2008 Yang et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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