초록 ▼

□ 연구개요
하나의 생물 개체 내에서 동일한 유전정보를 가지고 있지만 다른 운명으로 분화된 세포들끼리의 유전체 발현 및 DNA 메틸레이션 비교를 통해 세포분화 원리를 연구할 수 있으며, 이러한 현대과학의 흐름에서 중복수정을 하는 애기장대는 세포분화와 에피유전학, 유전체 발현을 연구하기 위한 매우 좋은 시스템을 제공한다. 수정 전 애기장대 여성 생식세포인 중심세포와 난세포, 수정 직후의 배유와 배를 세포 수준에서의 순수분리 한 후 수정을 기점으로 각 세포 별, 각 시기별 유전체 발현과 DNA 메틸레이션 변화를 비교 분석하고자 한

□ 연구개요
하나의 생물 개체 내에서 동일한 유전정보를 가지고 있지만 다른 운명으로 분화된 세포들끼리의 유전체 발현 및 DNA 메틸레이션 비교를 통해 세포분화 원리를 연구할 수 있으며, 이러한 현대과학의 흐름에서 중복수정을 하는 애기장대는 세포분화와 에피유전학, 유전체 발현을 연구하기 위한 매우 좋은 시스템을 제공한다. 수정 전 애기장대 여성 생식세포인 중심세포와 난세포, 수정 직후의 배유와 배를 세포 수준에서의 순수분리 한 후 수정을 기점으로 각 세포 별, 각 시기별 유전체 발현과 DNA 메틸레이션 변화를 비교 분석하고자 한다. 이를 통하여 생명체의 생애 큰 주기라고 할 수 있는 “수정”이라는 사건에 있어서 DNA 메틸레이션의 역동적인 변화가 유전자 발현 혹은 유전체에, 더 나아가 세포 분화와 애기장대 종자 발달에 어떻게 기능하는지에 대한 세밀하고 다양한 연구를 진행 할 수 있는 기본 지식이 될 것으로 기대된다.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구목표 1. 난세포 분리방법이 확립됨에 따라 난세포 수집 및 메틸롬 라이브러리 제작 및 분석
-난세포 분리방법 확립-수집-메틸롬 라이브러리 완성
-난세포 수집재개 및 자체적인 메틸롬 라이브러리 제작을 위한 실험 진행

연구목표 2. CRISPR를 이용한 새로운 DME 이형접합체 돌연변이(dme/+) 형질전환식물 제작을 위한 클로닝 및 형질전환 식물체 제작
-CRISPR 클로닝 완료
-CRISPR 클로닝을 통한 형질전환 식물체 확립 완료

연구목표 3. 배와 배유의 수집가능 시기 및 분리방법 확립 후 수집
-배의 수집가능 시기 및 해당 분리방법 확립
-Bending torpedo 시기 배 수집-메틸롬 라이브러리 획득 완료
-Mature green 시기 배 분리 시행 및 목표로 하는 배 시기와 동일한 시기의 배유의 분리방법을 확립 및 수집 완료

연구목표 4. dme/dme 개체 획득방법 확립
-dme/dme 개체 획득방법 확립 및 유지

□ 연구개발결과의 중요성
DNA 메틸레이션은 유전자 발현 조절, 트랜스포존 발현억제, 임프린팅(한 쌍의 대립유전자 중 한 유전자만 발현되는 현상), X-염색체 비활성화 등 다양한 기능을 하는 것으로 알려졌다(14). 이러한 결과들을 바탕으로 발달의 원리를 이해하는 생물학적 지도를 확립하기 위해 특정 시기와 세포-조직의 DNA 메틸레이션을 포함한 후성유전학적 정보를 확보하는 것을 갈망하게 되었고 i) 특정 시기 및 세포-조직별 수집, ii) 소량의 샘플로 후성유전학 정보 제작, iii) 광범위한 대량의 데이터 취합-분석이라는 어려움을 극복하고자 세계 수많은 연구 그룹 협업 방식의 대규모 프로젝트(컨소시움)로 해당 연구가 진행 중이다. 인간과 쥐의 초기 배 발달단계에서 나타나는 메틸레이션의 글로벌 리프로그래밍이 나타나는지 확인하고, 애기장대 발달단계별 트랜스크립톰 데이터와 비교 분석하여 글로벌 메틸레이션-유전체 발현의 상관관계를 분석하는 것을 중점으로 이뤄질 것이다. 이는 후성유전학 및 발달생물학, 식물 분야 연구의 중요한 기반자료가 된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 최종 연구 목표 ... 4
• 2) 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 (*연구목표별로 기술) ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 1) 발달과정에서의 메틸레이션 변화 패턴 분석 및 해당 기능 구명 ... 14
• 2) 메틸레이션과 관련된 배와 배유의 상호작용 확인 (중복수정의 진화적 의의를 발견) ... 15
• 3) 소량의 DNA 혹은 세포를 통해 애기장대 메틸롬을 제작하는 방법을 새롭게 제시 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 20
• 끝페이지 ... 26