수온이 대서양 연어(Salmo salar) 치어의 체내 스트레스 관련 유전자 발현에 미치는 영향 Effect of Water Temperature on the Expression of Stress Related Genes in Atlantic Salmon (Salmo salar) Fry원문보기
기후 변화로 인한 수온의 상승은 어류 서식지에 영향을 미친다. 수온의 변화는 어류 생리 거의 모든 부분에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 기후 변화에 따른 수온의 상승은 산소 용해도의 감소 및 산소 운반 헤모글로빈의 결합 능력의 감소로 인해 저산소증을 초래할 수 있다. 본 연구는 대서양 연어(Salmo salar) 치어 성장의 최적수온($15^{\circ}C$)보다 고수온($20^{\circ}C$)에 사육 시, 대서양 연어 치어의 건강상태를 평가하기 위해 수행되었다. 평가 방법은 NGS RNAseq 분석방법을 이용하여 생체지표유전자를 개발하고, RT-qPCR 분석을 이용하여 생체지표유전자의 발현양상을 조사하는 것이다. 개발한 생체지표유전자로는 interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc-1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ladderlectin-like 및 calponin-1 등이다. 선택된 생체지표 유전자는 NGS RNAseq 분석을 통해 수온변화에 민감하게 발현한 유전자들이며, RT-qPCR 분석을 통한 이들 유전자의 발현 양상은 NGS RNAseq 분석을 통한 발현 양상과 매우 유사하게 나타났다.
기후 변화로 인한 수온의 상승은 어류 서식지에 영향을 미친다. 수온의 변화는 어류 생리 거의 모든 부분에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 기후 변화에 따른 수온의 상승은 산소 용해도의 감소 및 산소 운반 헤모글로빈의 결합 능력의 감소로 인해 저산소증을 초래할 수 있다. 본 연구는 대서양 연어(Salmo salar) 치어 성장의 최적수온($15^{\circ}C$)보다 고수온($20^{\circ}C$)에 사육 시, 대서양 연어 치어의 건강상태를 평가하기 위해 수행되었다. 평가 방법은 NGS RNAseq 분석방법을 이용하여 생체지표유전자를 개발하고, RT-qPCR 분석을 이용하여 생체지표유전자의 발현양상을 조사하는 것이다. 개발한 생체지표유전자로는 interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc-1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ladderlectin-like 및 calponin-1 등이다. 선택된 생체지표 유전자는 NGS RNAseq 분석을 통해 수온변화에 민감하게 발현한 유전자들이며, RT-qPCR 분석을 통한 이들 유전자의 발현 양상은 NGS RNAseq 분석을 통한 발현 양상과 매우 유사하게 나타났다.
The warming of water as a result of climate change affects fish habitat. Variations in water temperature affect fish physiology almost totally. The rise in water temperature due to climate change leads to hypoxia following decreased oxygen solubility and decreased binding capacity of oxygen-carrying...
The warming of water as a result of climate change affects fish habitat. Variations in water temperature affect fish physiology almost totally. The rise in water temperature due to climate change leads to hypoxia following decreased oxygen solubility and decreased binding capacity of oxygen-carrying hemoglobin. This study was conducted to evaluate the health status of Atlantic salmon (Salmo salar) fry at elevated water temperatures($20^{\circ}C$) compared with optimum water temperature ($15^{\circ}C$). The method facilitated the detection of biomarker genes using NGS RNAseq analysis and evaluation of their expression pattern using RT-qPCR analysis. The biomarker genes included interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc-1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ladderlectin-like and calponin-1. The selected biomarker genes were sensitive to changes in water temperature based on NGS RNAseq analysis. The expression patterns of these genes based on RT-qPCR were similar to those of NGS RNAseq analysis.
The warming of water as a result of climate change affects fish habitat. Variations in water temperature affect fish physiology almost totally. The rise in water temperature due to climate change leads to hypoxia following decreased oxygen solubility and decreased binding capacity of oxygen-carrying hemoglobin. This study was conducted to evaluate the health status of Atlantic salmon (Salmo salar) fry at elevated water temperatures($20^{\circ}C$) compared with optimum water temperature ($15^{\circ}C$). The method facilitated the detection of biomarker genes using NGS RNAseq analysis and evaluation of their expression pattern using RT-qPCR analysis. The biomarker genes included interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc-1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ladderlectin-like and calponin-1. The selected biomarker genes were sensitive to changes in water temperature based on NGS RNAseq analysis. The expression patterns of these genes based on RT-qPCR were similar to those of NGS RNAseq analysis.
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문제 정의
7%를 보였다(Table 3). 대서양 연어 치어를 대상으로 NGS RNAseq 분석 연구의 목적은 수온의 변화에 보다 효율적이며, 민감하게 반응하는 전사체 유전자를 다수 확보하고 그 중에서 생체지표유전자를 선정하고자 하는 것이었다. 따라서 NGS RNAseq 전사체 분석 데이터를 확보한 후, 정상(15℃) 및 고수온(20℃) 두 실 험구간 차별 발현하는 유전자를 선별하기 위하여 |fc| > = 2 조건을 만족하는 유전자 1,336개를 준비하고, 그 유전자 중 에서 15℃ 사육 대서양 연어 치어 대비 20℃ 사육 대서양 연어 치어에서의 증가 발현된 유전자 880개, 감소 발현된 유전자 486개를 분석하였다.
본 연구는 연어목(Salmoniformes), 연어과(Salmonidae) 어류인 대서양 연어(Atlantic salmon, Salmo salar) 치어를 대상으로 적정 사육수온보다 높은 고수온이 치어에게 미치는 스트레스로 인한 건강 상태를 평가하는 방법의 한가지로 생체 지표유전자(biomarker gene)의 발현 양상을 이용한 평가에 목적을 두고 생체지표유전자의 발굴 및 평가를 수행하였다. 분자생물학적 연구방법을 통한 연구는 생물체의 유전정보를 분석하고 활용하는데 있어 새로운 도구와 방법론을 제공하고 있다.
본 연구를 통해 대서양 연어 수온 변화에 따른 스트레스 상태 판단이 가능한 생체지표유전자를 확보하였다. 이러한 유전자들은 연어뿐만 아니라 다른 어종에도 적용 가능하기에 산업적으로 매우 유용하리라 판단된다.
본 연구에서 생체지표유전자로 선정한 유전자들의 기능은 병원균 및 체내 스트레스로 인한 체내 생리 및 면역에 대처 하기 위한 단백질 유전자들로서, 수온 변화 등의 외부 환경 요인에 의한 스트레스에 민감하게 반응하여 발현하였다. 환경요인이 야생 및 양식 생물의 항상성에 불균형을 초래하여 폐사에 이르게 하는 시간은 매우 짧게 나타날 수도 있다.
2018). 본 연구의 목적은 수온의 상승이 대서양 연어 치어에 게 미치는 스트레스를 알아보기 위한 연구로서 연어 치어의 수온에 따른 노출은 대조구(15℃) 및 실험구(20℃)에서 3시간 시행하였다. 각 실험구별로 10마리 치어를 노출시킨 후, 혈액성상 분석을 시행하여 스트레스 지표로 알려진 cortisol 및 glucose 농도를 측정하였다.
선정된 유전자들은 수온의 변화에 의해 민감하게 반응하는 유전자들로 수온 상승에 의해 발현이 유의적으로 증가한 유전자와 감소한 유전자가 있으며, 이들 유전자들은 주로 면역반응에 관여하는 유전자들이다. 본 연구의 목적은 환경요인 중에서 정상 수온보다 높은 수온의 변화에 따른 스트레스에 의해 발생 가능한 대서양 연어 치어의 생리상태를 생 체지표유전자의 발현 양상을 이용하여 평가하는 데 있다. 유전자 발현을 통한 생체지표유전자의 선정 조건은 환경요인의 영향에 민감하게 반응하여 유전자의 발현 변화가 큰 유전자가 적합하다.
제안 방법
대조구 및 실험구 각각의 간 조직 transcript quantification을 통해 얻은 발현량을 transcript length 및 depth of coverage를 고려한 normalization 값으로 계산하였다. FPKM (Fragments Per Kilobase of transcript per Million mapped reads)값으로 within normalization을 진행하여 expression profile을 추출하였다. 발현값을 통계적인 가설검증을 통하여 차별 발현하는 유전자 또는 transcripts를 선별하여 생체지표유전자로 선정하였다.
원심분리를 시행하여 상등액을 제거 하고 75% EtOH로 세척한 후 DEPC-water로 녹여 –80℃ 초저온 냉동고에 보관하였다. RNA quality 확인은 Agilent사의 Bioanalyzer RiboPico 6000 chip을 이용하여 18S/28S 비율 및 RIN(RNA Integration Number)을 조사하였다. 대조구 및 실험구 각각의 개체에서 추출한 total RNA는 동량을 얻은 후, 혼합하여 실험에 사용하였다.
다음으로 sequencing을 위하여 PCR 증폭을 통해 양을 증폭시킨 후, size selection과정을 통해 200~ 400 bp의 insert size를 확보한 다음, paired-end sequencing으로 cDNA fragment의 양쪽 말단으로부터 read의 length만큼 sequencing 시행하였다. Sequencing을 통해 얻어진 raw reads의 quality control 분석을 진행하여 전체적인 read의 quality와 total bases, total reads, GC(%) 등 기본 통계치를 생산하였다. 분석 결과의 bias를 줄이기 위해 low-quality를 가지거나 adaptor sequence, contaminant DNA, PCR duplicates와 같은 artifacts을 제거하는 전처리 과정을 수행하였다.
Total RNA 1 μg, iScript 5×Master mix 4 μL, iScript reverse transcriptase 1 μL 및 DEPC-water을 넣어 최종 반응용액 20 μL을 맞추어 42℃에서 1시간 반응하여 cDNA를 합성하였다.
cDNA 1 μL, primer 각각 1 μL, iQ SYBR Green Supermix (2×) 10 μL 및 DEPC-water을 넣어, 최종 반응용액이 20 μL이 되도록 맞춘 후에 real-time PCR machine(CFX96, Biorad Co., Ltd., CA, USA)를 이용하여 증폭하고 형광량을 분석하였다.
cDNA합성을 위한 역전사 반응(RT; Reverse Transcription) 은 iScript cDNA synthesis kit(Biorad Co., Ltd., CA, USA)를 이용하였다. Total RNA 1 μg, iScript 5×Master mix 4 μL, iScript reverse transcriptase 1 μL 및 DEPC-water을 넣어 최종 반응용액 20 μL을 맞추어 42℃에서 1시간 반응하여 cDNA를 합성하였다.
본 연구의 목적은 수온의 상승이 대서양 연어 치어에 게 미치는 스트레스를 알아보기 위한 연구로서 연어 치어의 수온에 따른 노출은 대조구(15℃) 및 실험구(20℃)에서 3시간 시행하였다. 각 실험구별로 10마리 치어를 노출시킨 후, 혈액성상 분석을 시행하여 스트레스 지표로 알려진 cortisol 및 glucose 농도를 측정하였다. 각각의 실험구에서 실험어의 선택은 대조구의 경우 cortisol 및 glucose 농도의 수치가 상대적으로 낮은 것을 선정하였으며, 고수온 실험구에서는 cortisol 및 glucose 농도의 수치가 상대적으로 높은 것을 선정하였다.
내재표준유전자로는 house keeping 유전자인 β-actin(ACTB)을 사용하여 발현량을 normalization시켰다.
합성한 cDNA fragment 양쪽 끝에 서로 다른 adapter를 붙인 후, ligation 시켰다. 다음으로 sequencing을 위하여 PCR 증폭을 통해 양을 증폭시킨 후, size selection과정을 통해 200~ 400 bp의 insert size를 확보한 다음, paired-end sequencing으로 cDNA fragment의 양쪽 말단으로부터 read의 length만큼 sequencing 시행하였다. Sequencing을 통해 얻어진 raw reads의 quality control 분석을 진행하여 전체적인 read의 quality와 total bases, total reads, GC(%) 등 기본 통계치를 생산하였다.
Reference 기반 aligned reads의 paired 정보를 이용하여 StringTie 프로그램을 통한 transcript 어셈블리를 진행하였다. 대조구 및 실험구 각각의 간 조직 transcript quantification을 통해 얻은 발현량을 transcript length 및 depth of coverage를 고려한 normalization 값으로 계산하였다. FPKM (Fragments Per Kilobase of transcript per Million mapped reads)값으로 within normalization을 진행하여 expression profile을 추출하였다.
대조구(15℃) 및 실험구(20℃)에서 채집한 간 조직에서 추출한 total RNA는 DNase 및 Ribo-zero rRNA remove kit (Illumina, San Diego, CA, USA)를 이용하여 mRNA 및 noncoding RNA를 포함한 total RNA를 정제하였다. 정제된 RNA는 short read로 sequencing하기 위해 random하게 fragmentation 시킨 후, 역전사 과정을 통해 cDNA를 합성하였다.
따라서 NGS RNAseq 전사체 분석 데이터를 확보한 후, 정상(15℃) 및 고수온(20℃) 두 실 험구간 차별 발현하는 유전자를 선별하기 위하여 |fc| > = 2 조건을 만족하는 유전자 1,336개를 준비하고, 그 유전자 중 에서 15℃ 사육 대서양 연어 치어 대비 20℃ 사육 대서양 연어 치어에서의 증가 발현된 유전자 880개, 감소 발현된 유전자 486개를 분석하였다.
FPKM (Fragments Per Kilobase of transcript per Million mapped reads)값으로 within normalization을 진행하여 expression profile을 추출하였다. 발현값을 통계적인 가설검증을 통하여 차별 발현하는 유전자 또는 transcripts를 선별하여 생체지표유전자로 선정하였다.
Sequencing을 통해 얻어진 raw reads의 quality control 분석을 진행하여 전체적인 read의 quality와 total bases, total reads, GC(%) 등 기본 통계치를 생산하였다. 분석 결과의 bias를 줄이기 위해 low-quality를 가지거나 adaptor sequence, contaminant DNA, PCR duplicates와 같은 artifacts을 제거하는 전처리 과정을 수행하였다. 전처리 과정을 거친 reads들을 대상으로 splice를 고려한 HISAT2 프 로그램을 이용하여 reference genome에 mapping한 후, aligned reads를 생성시켰다.
환경요인의 변화에 따른 유전자 발현의 변화는 생물체의 건강 상태를 평가하는데 있어서 유용한 방법으로 이러한 생체지표유전자를 이용한 평가는 저비용으로 신속하게 개체의 상태를 평가할 수 있는 장점이 있다. 생체지표유전자의 발굴을 위하여 차세대유전체분석법(NGS; Next Generation Sequencing) RNA-seq을 이용하여 대서양 연어 치어 전사체 유전자 발현 확인 및 수온 변화에 차별적으로 발현하는 유전자를 확인 및 선별한 후, 수온변화에 따른 스트레스 정도를 RT-qPCR 방법을 이용하여 유전자 발현 양상을 확인하였다.
선정된 실험어에서 각각 간 조직을 수집한 후에 액체질소를 이용하여 동결 전처리 후 –80℃ 초저온 냉동고에 보관하였다.
Total RNA 1 μg, iScript 5×Master mix 4 μL, iScript reverse transcriptase 1 μL 및 DEPC-water을 넣어 최종 반응용액 20 μL을 맞추어 42℃에서 1시간 반응하여 cDNA를 합성하였다. 실시간 중합효소연쇄반응(realtime-qPCR)은 iQ SYBR Green Supermix kit(BioRad Co., Ltd., CA, USA) 를 이용하여 수행하였다. cDNA 1 μL, primer 각각 1 μL, iQ SYBR Green Supermix (2×) 10 μL 및 DEPC-water을 넣어, 최종 반응용액이 20 μL이 되도록 맞춘 후에 real-time PCR machine(CFX96, Biorad Co.
, CA, USA)를 이용하여 증폭하고 형광량을 분석하였다. 유전자를 증폭시키기 위한 반응 조건은 95℃에서 3분간 유지, 이후 95℃에서 30초, 60℃에서 30초, 72℃에서 30초를 35 cycles를 반복하였으며, 마지막으로 72℃에서 5분간 유지하였다. Melting curve의 분석은 0.
분석 결과의 bias를 줄이기 위해 low-quality를 가지거나 adaptor sequence, contaminant DNA, PCR duplicates와 같은 artifacts을 제거하는 전처리 과정을 수행하였다. 전처리 과정을 거친 reads들을 대상으로 splice를 고려한 HISAT2 프 로그램을 이용하여 reference genome에 mapping한 후, aligned reads를 생성시켰다. Reference 기반 aligned reads의 paired 정보를 이용하여 StringTie 프로그램을 통한 transcript 어셈블리를 진행하였다.
대조구(15℃) 및 실험구(20℃)에서 채집한 간 조직에서 추출한 total RNA는 DNase 및 Ribo-zero rRNA remove kit (Illumina, San Diego, CA, USA)를 이용하여 mRNA 및 noncoding RNA를 포함한 total RNA를 정제하였다. 정제된 RNA는 short read로 sequencing하기 위해 random하게 fragmentation 시킨 후, 역전사 과정을 통해 cDNA를 합성하였다. 합성한 cDNA fragment 양쪽 끝에 서로 다른 adapter를 붙인 후, ligation 시켰다.
대상 데이터
대서양 연어 치어(11.9~13.5 cm)는 2017년 강원도 영월군 김삿갓면에 소재한 옥동양어장에서 구입하여 유수식 사육장에서 사육하며 실험하였다(Fig. 1). 대서양 연어의 성장을 위한 적정 수온은 15℃로 알려져 있다(Nuez-Ortin et al.
본 연구에 생체지표유전자로 평가에 선정된 interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc-1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, ctype lectin lectoxin-Thr1-like, ladderlectin-like, calponin-1 등의 유전자는 대서양 연어 치어 고수온 노출 개체를 대상으로 NGS RNAseq 연구 수행을 통해 발굴된 다수의 유전자 중에서, 생체지표유전자로 매우 유용한 역할을 기대하며 관심을 가진 유전자들이다.
유전자 발현을 통한 생체지표유전자의 선정 조건은 환경요인의 영향에 민감하게 반응하여 유전자의 발현 변화가 큰 유전자가 적합하다. 선정된 유전자들은 NGS RNAseq 분석을 통해서 수온의 변화에 민감하게 반응 발현한 유전자들이다. 이들 유전자를 RT-qPCR 반응을 통해 발현 양상을 살펴본 결과 NGS RNAseq 분석을 통한 발현 양상과 매우 유사하게 나타났다(Table 4, Fig.
이 중에서 ① interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, ② protein L-Myc-1b-like, ③ placenta growth factor-like transcript variant X1, ④ fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, ⑤ transferrin, ⑥ intelectin, ⑦ thioredoxin-like, ⑧ c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ⑨ ladderlectin-like, ⑩calponin-1 유전자들을 생체지표유전자로 선정하였다(Table 4). 선정된 유전자들은 수온의 변화에 의해 민감하게 반응하는 유전자들로 수온 상승에 의해 발현이 유의적으로 증가한 유전자와 감소한 유전자가 있으며, 이들 유전자들은 주로 면역반응에 관여하는 유전자들이다. 본 연구의 목적은 환경요인 중에서 정상 수온보다 높은 수온의 변화에 따른 스트레스에 의해 발생 가능한 대서양 연어 치어의 생리상태를 생 체지표유전자의 발현 양상을 이용하여 평가하는 데 있다.
각각의 실험구에서 실험어의 선택은 대조구의 경우 cortisol 및 glucose 농도의 수치가 상대적으로 낮은 것을 선정하였으며, 고수온 실험구에서는 cortisol 및 glucose 농도의 수치가 상대적으로 높은 것을 선정하였다. 실험어는 각각 7마리로서 대조구 및 실험구에서 각각의 개체번호 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7번 개체를 선정하여 실험에 사용하였다(Table 1). 선정된 실험어에서 각각 간 조직을 수집한 후에 액체질소를 이용하여 동결 전처리 후 –80℃ 초저온 냉동고에 보관하였다.
따라서 NGS RNAseq 전사체 분석 데이터를 확보한 후, 정상(15℃) 및 고수온(20℃) 두 실 험구간 차별 발현하는 유전자를 선별하기 위하여 |fc| > = 2 조건을 만족하는 유전자 1,336개를 준비하고, 그 유전자 중 에서 15℃ 사육 대서양 연어 치어 대비 20℃ 사육 대서양 연어 치어에서의 증가 발현된 유전자 880개, 감소 발현된 유전자 486개를 분석하였다. 이 중에서 ① interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, ② protein L-Myc-1b-like, ③ placenta growth factor-like transcript variant X1, ④ fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, ⑤ transferrin, ⑥ intelectin, ⑦ thioredoxin-like, ⑧ c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ⑨ ladderlectin-like, ⑩calponin-1 유전자들을 생체지표유전자로 선정하였다(Table 4). 선정된 유전자들은 수온의 변화에 의해 민감하게 반응하는 유전자들로 수온 상승에 의해 발현이 유의적으로 증가한 유전자와 감소한 유전자가 있으며, 이들 유전자들은 주로 면역반응에 관여하는 유전자들이다.
데이터처리
전처리 과정을 거친 reads들을 대상으로 splice를 고려한 HISAT2 프 로그램을 이용하여 reference genome에 mapping한 후, aligned reads를 생성시켰다. Reference 기반 aligned reads의 paired 정보를 이용하여 StringTie 프로그램을 통한 transcript 어셈블리를 진행하였다. 대조구 및 실험구 각각의 간 조직 transcript quantification을 통해 얻은 발현량을 transcript length 및 depth of coverage를 고려한 normalization 값으로 계산하였다.
대조군과 실험군과의 유의성 검정은 Student’s t-test로 비교하였으며, p가 0.05 및 0.01 이하인 것만 유의한 것으로 판단하였다.
이론/모형
5℃ 간격으로 60℃에서부터 95℃까지 상승시켰다가, 이후 30℃에서 5분간 유지하였다. 상대적인 유전자 발현량의 결정은 2-∆∆Ct 방법(comparative Ct method)을 이용하여 유전자의 발현량을 분석하였다. 내재표준유전자로는 house keeping 유전자인 β-actin(ACTB)을 사용하여 발현량을 normalization시켰다.
성능/효과
89%이었다. 15℃ 및 20℃ 대서양 연어 치어 간 조직에서 생성된 전 사체 mapping 효율은 각각 96.91% 및 96.7%를 보였다(Table 3). 대서양 연어 치어를 대상으로 NGS RNAseq 분석 연구의 목적은 수온의 변화에 보다 효율적이며, 민감하게 반응하는 전사체 유전자를 다수 확보하고 그 중에서 생체지표유전자를 선정하고자 하는 것이었다.
각 실험구별로 10마리 치어를 노출시킨 후, 혈액성상 분석을 시행하여 스트레스 지표로 알려진 cortisol 및 glucose 농도를 측정하였다. 각각의 실험구에서 실험어의 선택은 대조구의 경우 cortisol 및 glucose 농도의 수치가 상대적으로 낮은 것을 선정하였으며, 고수온 실험구에서는 cortisol 및 glucose 농도의 수치가 상대적으로 높은 것을 선정하였다. 실험어는 각각 7마리로서 대조구 및 실험구에서 각각의 개체번호 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7번 개체를 선정하여 실험에 사용하였다(Table 1).
2013)에서 보고되었다. 연구결과 수온의 상승에 따라 어류에서 많은 과정에 관여하는 유전자들의 차등 발현이 나타났다. 대표적으로 heat shock proteins(Healy et al.
선정된 유전자들은 NGS RNAseq 분석을 통해서 수온의 변화에 민감하게 반응 발현한 유전자들이다. 이들 유전자를 RT-qPCR 반응을 통해 발현 양상을 살펴본 결과 NGS RNAseq 분석을 통한 발현 양상과 매우 유사하게 나타났다(Table 4, Fig. 2). 발현 fold change 값은 차이가 있었으나 유의적 증가 및 감소의 양상은 유사하게 나타났다.
후속연구
본 연구를 통해 대서양 연어 수온 변화에 따른 스트레스 상태 판단이 가능한 생체지표유전자를 확보하였다. 이러한 유전자들은 연어뿐만 아니라 다른 어종에도 적용 가능하기에 산업적으로 매우 유용하리라 판단된다. 생체지표유전자의 준비는 환경요인에 대비한 선제적 적응 대책의 수립, 지역별 서식환경과 양식생물 간의 관계에 대한 변화체계 모니터링 및 데이터베이스 구축을 통한 안정적인 양식생산성 예측을 위한 기반 확보로도 중요하다.
생체지표유전자의 준비는 환경요인에 대비한 선제적 적응 대책의 수립, 지역별 서식환경과 양식생물 간의 관계에 대한 변화체계 모니터링 및 데이터베이스 구축을 통한 안정적인 양식생산성 예측을 위한 기반 확보로도 중요하다. 학문적으로도 상기 유전자들의 연어를 비롯한 어류에서의 기능에 대한 연구가 현재 미비하기에, 환경요인에 대한 어류 스트레스 감소 기작의 연구가 필요하며, 본 연구결과가 유용하게 적용되리라 생각된다.
1). 대서양 연어의 성장을 위한 적정 수온은 15℃로 알려져 있다(Nuez-Ortin et al. 2018).
해양에 서식하는 생물들은 어디에 영향을 받나?
해양에 서식하는 생물들은 수온, 산소 및 염분 등의 환경 요인에 많은 영향을 받으며 생활하고 있다. 특히 기후변화에 의한 수온의 변화는 생물의 서식처나 회유경로 변화 등에 영향을 미치는 것으로 알려져 있고, 또한 생물의 항상성에 영향을 주어 스트레스를 유발한다고 알려져 있다(Caissie 2006; Crossin et al. 2008).
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