초록 ▼

□ 연구개요
식물은 식량, 천연재료(옷, 목재 등), 및 의학 등의 사용으로 인간 존재에 중대한 역할을 하기 때문에 이들의 진화역사와 유전체정보를 명확하게 이해할 필요가 있다. 식물세포는 핵과 미토콘드리아 뿐 만아니라 색소체(엽록체)라는 독자적인 세포소기관이 있으며, 핵과 두 세포소기관은 고유의 유전체를 가지고 있다. 최근 차세대 염기서열 기술로 인하여 주요 육상식물에 대한 핵 전사체 분석과 더불어 세포소기관(색소체 및 미토콘드리아) 유전체 연구가 활발히 이루어지고 있다. 활동적인 재조합으로 인한 독특하고 다양한 구조, RNA

□ 연구개요
식물은 식량, 천연재료(옷, 목재 등), 및 의학 등의 사용으로 인간 존재에 중대한 역할을 하기 때문에 이들의 진화역사와 유전체정보를 명확하게 이해할 필요가 있다. 식물세포는 핵과 미토콘드리아 뿐 만아니라 색소체(엽록체)라는 독자적인 세포소기관이 있으며, 핵과 두 세포소기관은 고유의 유전체를 가지고 있다. 최근 차세대 염기서열 기술로 인하여 주요 육상식물에 대한 핵 전사체 분석과 더불어 세포소기관(색소체 및 미토콘드리아) 유전체 연구가 활발히 이루어지고 있다. 활동적인 재조합으로 인한 독특하고 다양한 구조, RNA편집, 세포내유전자이동, 및 수평유전자이동 등 특징들로 인해 식물 세포소기관 유전체(특히, 미토콘드리아)는 진화적 연구에서 매혹적인 대상이다. 나아가, 수많은 유전정보를 가지고 있는 핵전사체와 두 세포소기관유전체의 상호작용관계 연구가 수행된다면 보다 명확한 식물을 진화역사를 추론할 수 있을 것이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 1) 양귀비과 식물의 11종과 군외군 2종 등 총 13종을 대상으로 차세대 염기서열 분석을 이용해 색소체와 미토콘드리아 유전체, 및 핵 전사체 정보를 확보하였다. 2) 색소체와 미토콘드리아 유전체의 진화 역사 및 구조적 변화를 추론하였고, 다른 과에서 볼 수 없는 유전체 재조합과 유전자 손실 등이 양귀비과에서 나타났다. 3) 각 유전체에서 진화계통학적으로 중요한 유전자 161개를 선별하여 유전체 수준의 양귀비과 식물의 계통수를 구축하였다. 4) 유전자들의 염기치환 비율변이를 비교한 결과 양귀비과 식물의 두 개의 아과는 대조적인 패턴을 보여주었다. 예를 들어, 현호색아과의 염기치환 속도가 양귀비아과보다 현저히 빠른 양상을 보여주었다(특히, 비동위치환). 이것은 상대적으로 현호색아과의 유전체가 양귀비아과보다 빠른 구조적 진화를 보여주는 것과 연관되어 있는 것으로 판단된다. 5) 양귀비과 식물의 색소체와 미토콘드리아 유전체에서 핵으로 이동되는 세포내유전자이동과 다른 종에서 양귀비과 식물으로 이동되는 수평유전자이동을 발견하였다. 6) 핵 전사체로부터 MADS-box 유전자를 확보하여 양귀비과 식물의 꽃 진화패턴을 분석하였으며, 종 특이적으로 유전자 중복과 손실을 보여주었다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구개발 결과, 양귀비과 식물의 색소체, 미토콘드리아 및 핵 유전체 정보는 세계 최초로 분석되었고, 확보된 유전체 정보는 계통학, 유전체학, 집단유전학, 보전학, 의학 등 다양한 연구에 이용될 수 있다. 확장된 양귀비과 식물의 진화역사를 추론하는데 중요한 자료로 이용하게 될 것이다. 특히, 차세대 염기서열 분석 기술을 이용한 본 연구결과는 기존 단순한 마커수준에 의존하는 연구의 한계점을 극복하였다. 또한, 계통수를 바탕으로 한 유전체의 구조적 변화의 상관관계를 구명하고, 새로운 수평유전자이동 패턴 발견하는 등 추후 양귀비과를 포함한 미나리아재비목 식물의 유전체 진화를 분석 평가하는데 좋은 모델이 될 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 연구수행내용 ... 5
• 나. 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 10
• 5. 연구성과 ... 11
• 끝페이지 ... 11