[논문]말에서 Dopamine Receptor D4 유전자의 변이 특성 분석

최재영; 최연주; 이종안; 신상민; 윤민중; 강용준; 신문철; 유지현; 김현아; 조인철; 양병철; 김남영

doi:10.5352/jls.2022.32.1.29

말에서 Dopamine Receptor D4 유전자의 변이 특성 분석
Characterization of Dopamine Receptor D4 Gene Polymorphisms in Horses 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.1, 2022년, pp.29 - 35

최재영 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 최연주 (경북대학교 생태환경대학 축산BT학과) , 이종안 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 신상민 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 윤민중 (경북대학교 생태환경대학 축산BT학과) , 강용준 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 신문철 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 유지현 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 김현아 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 조인철 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 양병철 (농촌진흥청 국립축산과학원 난지축산연구소) , 김남영 (농촌진흥청 국립축산과학원 기획조정과)

초록
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본 연구는 여러 말 품종에서 Dopamine Receptor D4 (DRD4)의 유전적 다형성 및 Jeju crossbred에서의 기질특성과의 연관성을 분석하였다. DRD4 유전자의 다형성은 인간을 포함한 다양한 포유동물에서 기질과 연관된 후보 유전자이다. 말의 DRD4의 엑손 3번 영역에 있는 SNP G292A는 Thoroughbred에서 호기심과 경계와 관련이 있는 것으로 보고 되었다. 세 가지 말 품종에서 DRD4 유전자 내 존재하는 변이들의 다형성을 확인하기 위해 Sanger sequencing을 활용하였다. 제주마에서 각각의 빈도는 타 품종과 큰 차이를 보였다. 말의 품성 평가는 Jeju crossbred를 이용하여 수행하였으며, 기질 평가와 접촉 평가를 활용하여 각각 5개 항목과 2개 항목을 점수화 하였다. 품성 평가 결과 각 항목 간의 높은 상관관계를 확인하였다. 말의 DRD4 유전자 내 변이와 품성 평가 결과를 비교한 결과 대립유전자 A를 가지고 있을 때 기질 평가 5개 항목에서 모두 점수가 낮은 경향을 보이는 것을 확인하였으나 유의성은 없었다. Jeju crossbred의 G292A의 SNP과 혈액 내 도파민 수치를 비교한 결과 GA형이 GG형보다 약 2.87배 높은 결과를 확인하였다. 이번 연구를 통하여 DRD4 유전자 다형성과 말의 기질을 평가하기 위한 여러 평가 방법 및 신경전달물질과의 연관성을 확인할 수 있었다. 추가적인 연구를 통하여 품성 평가를 위한 유전자 마커로서 활용 가능할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to analyze the genetic polymorphisms of dopamine receptor D4 (DRD4) in horse breeds and its association with substrate characteristics in Jeju crossbreds (Jeju Horse × Thoroughbred). Polymorphisms in DRD4 are candidate genes associated with temperament in various mammals, including humans. Single nucleotide polymorphism (SNP) G292A in the exon 3 region of the horse DRD4 has a reported association with curiosity and vigilance in thoroughbreds. Sanger sequencing was used to identify polymorphisms of the mutations in DRD4 in three horse breeds. The SNP frequency in Jeju horses was significantly different from the frequency in other breeds. Character evaluation, conducted in the Jeju crossbreds and scored using a temperament test and contact test, revealed a high correlation between each test. Comparison of the polymorphism in the DRD4 of horses and the results of the character evaluation revealed lower scores for all temperaments in horses carrying allele A. Comparison of the SNP of G292A and blood dopamine levels in Jeju crossbreds showed 2.87 times higher levels for the GA type than for the GG type. This study identified an association between DRD4 polymorphism and various test methods for evaluating horse temperament and levels of neurotransmitters. Further research could validate the use of this gene as a genetic marker for character evaluation.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Information of horse temperament evaluation list
표 Table 2. Information of horse contact evaluation list
표 Table 3. Information of Horse DRD4 primers sequence
표 Table 4. Analysis of correlation between temperament test and contact test (sensory evaluation)
표 Table 5. Information on 6 SNPs in the horse DRD4 genes [6]
그림 Fig. 1. Genotype frequency analysis in horse DRD4 SNPs. (A) C147T, (B) G292A.
표 Table 6. SNP genotype frequency of DRD4 genes in horse breed
그림 Fig. 2. Correlation analysis between DRD4 SNP and temperament test results in Jeju crossbred (G292A). (*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001).
그림 Fig. 3. Correlation analysis between DRD4 SNP (G292A) and Contact test results in Jeju crossbred (*p<0.05, **p<0.01, ***p< 0.001).
그림 Fig. 4. Correlation analysis between DRD4 SNP and Dopamine in Jeju crossbred (*p<0.05, **p< 0.01, ***p<0.001).

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 Jeju crossbred의 품성 평가를 위해 개발된 기질평가 및 접촉 평가 항목에 대한 유전적 특성 및 신경전달 물질과의 연관성을 확인하기 위해 수행되었다. 승마에서 말의 품성은 안전과 관련이 있어 매우 중요한 형질로 고려된다.
따라서. 품성 특성과 관련한 데이터를 수집 및 분석하여 말에서의 유전적 특성 및 신경전달물질과의 연관성을 확인하고자 하였다.

제안 방법

말의 DRD4 유전자내 단일염기변이 조사를 위해 공시재료의 DNA를 주형으로 중합효소연쇄반응(Polymerase chain re- action, PCR)을 통해 유전자 절편을 증폭하였다. Sanger-se- quencing을 위한 PCR용 primer 각 1쌍과 Sanger-sequencing 용 primer 각 1종을 제작하였다(Table 3).
본 연구에 이용된 공시 동물은 농촌진흥청 국립축산 과학원 난지 축산연구소에서 사육하고 있는 Jeju crossbred 46두(2011 년~2018년 출생, 암컷 31두, 수컷 15두)를 공시하였다. 실험동물의 기질 평가는 평가자가 각 항목을 5점 척도로 온순성, 인내성, 공격성, 과민성 그리고 대인 친화성에 대해서 각 말에 점수를 배점하였다. 1 점은 "매우 나쁨"을, 5 점은 "매우 좋음" 을 나타낸다(Table 1).
4 명의 평가자가 각 말의 기질을 동시에 1 회 평가하였다. 접촉 평가는 평평한 바닥에 지름 3 m의 원을 그리고 말 1두를 원 가운데 배치한 후 리드 끈을 느슨하게 잡고 있는 상태에서 접촉 평가 실시하였다. 평가자는 원 밖에서 말의 정면으로 서서 우산을 펼치거나 손수건을 펄럭여 우산 및 손수건 자극 시 말의 반응 관찰하였다.
접촉 평가는 평평한 바닥에 지름 3 m의 원을 그리고 말 1두를 원 가운데 배치한 후 리드 끈을 느슨하게 잡고 있는 상태에서 접촉 평가 실시하였다. 평가자는 원 밖에서 말의 정면으로 서서 우산을 펼치거나 손수건을 펄럭여 우산 및 손수건 자극 시 말의 반응 관찰하였다. 배점은 관찰자 1명이 항목별로 최소 1점에서 6점 척도로 하였으며 가장 높은 점수로 평가하였다(Table 2).

대상 데이터

본 연구에 이용된 공시 동물은 농촌진흥청 국립축산 과학원 난지 축산연구소에서 사육하고 있는 Jeju crossbred 46두(2011 년~2018년 출생, 암컷 31두, 수컷 15두)를 공시하였다. 실험동물의 기질 평가는 평가자가 각 항목을 5점 척도로 온순성, 인내성, 공격성, 과민성 그리고 대인 친화성에 대해서 각 말에 점수를 배점하였다.

이론/모형

반응 조건은 DNA Engine Tetrad 2 (Bio-Rad, CA, USA)를 이용하여 94℃ 5분 초기 변성 후, 94℃ 30초 변성, 55℃ 30초 프라이머 결합, 72℃ 30초 신장으로 구성된 연쇄반응을 34회 반복한 후 최종 5분간 신장하였다. 증폭한 PCR 산물은 Sanger sequencing을 활용하여 유전자형을 결정하였다.

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저자의 다른 논문 :

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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