초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
- RNA 메틸화 조절이 토마토 과실 발달, 등숙 및 스트레스 반응에 미치는 영향 규명
- RNA 메틸화 조절 유전자교정을 통한 과실 등숙 조절, 수확 후 과숙 지연 및 스트레스 내성이 증진된 토마토 품종 개발

전체 내용
- 토마토의 과실 발달, 등숙에 따른 RNA 메틸화 양상을 Met-IP-RNA-seq을 이용하여 대량 분석하고 관련 유전자의 동정
- 토마토에서 과실 발달, 등숙, 스트레스가 m⁶A RNA 메틸화에 미치는 영향 및 중요성

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
- RNA 메틸화 조절이 토마토 과실 발달, 등숙 및 스트레스 반응에 미치는 영향 규명
- RNA 메틸화 조절 유전자교정을 통한 과실 등숙 조절, 수확 후 과숙 지연 및 스트레스 내성이 증진된 토마토 품종 개발

전체 내용
- 토마토의 과실 발달, 등숙에 따른 RNA 메틸화 양상을 Met-IP-RNA-seq을 이용하여 대량 분석하고 관련 유전자의 동정
- 토마토에서 과실 발달, 등숙, 스트레스가 m⁶A RNA 메틸화에 미치는 영향 및 중요성 분석과 m⁶A RNA 메틸화에 관여하는 인자 규명
- RNA 메틸화 조절이 토마토 과실 발달, 등숙, 스트레스 반응에 미치는 영향 규명
- RNA 메틸화 조절 유전자교정을 통해 등숙 및 수확 후 저장 기간이 연장되고 스트레스에 내성을 가진 토마토 품종 개발

연구개발성과
- 토마토 개화 12, 20, 28일 후 과실의 total RNA를 분리하고 Met-IP-RNA-seq을 통하여 과실 발달에 따른 m⁶A-modified RNA 전사체를 확인하였고, RNA-seq을 통하여 m⁶A-containing 전사체들의 발현 양상을 분석함.
- m⁶A reader 유전자(YTH1, YTH2), m⁶A writer 유전자(FIP37), m⁶A eraser 유전자(ALKBH3/4) 유전자교정을 위한 sgRNA 제작 및 활성을 확인함.
- m⁶A reader, writer, eraser 유전자교정을 위한 CRISPR-Cas9 벡터를 제작함.
- CRISPR-Cas9-YTH1, CRISPR-Cas9-YTH2, CRISPR-Cas9-FIP37, CRISPR-Cas9-ALKBH3/4 벡터를 Micro-Tom과 종묘회사로부터 분양받은 middle-size inbred line tomato 및 Sweet 100품종에 도입을 위한 형질전환을 수행함.
- gDNA PCR 및 염기서열 분석을 통해 YTH1, YTH2, FIP37, ALKBH3/4 유전자교정이 일어난 형질전환체 16라인을 확보하였음.
- m⁶A RNA 메틸화가 스트레스 내성에 미치는 영향을 애기장대를 이용하여 분석함으로써, 스트레스 내성 토마토 품종 개발을 위한 기초자료를 확보하였음.

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 본 연구에서 기능이 규명된 신규 유전자원은 특허 출원을 통하여 지적 재산권을 보호하고, 다수의 논문을 발표하는데 활용할 것임.
- 유전자교정을 통한 RNA 메틸화 조절의 새로운 개념의 육종 기법을 활용하여 수확 후 저장기간 연장, 스트레스 내성이 증가된 토마토 품종 개발 기대
- 염기교정을 통한 RNA 메틸화 조절의 새로운 개념의 육종 기법은 벼, 옥수수, 콩, 밀 등 다른 작물 품종 개량에도 적용 기대
- RNA 메틸화가 전사체의 안정성, 번역 등 조절을 통하여 작물 생육, 등숙 및 스트레스 반응과정에 중요함을 규명하는 본 연구결과를 활용하여 고기능성 경제 작물 개발에 활용

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1-1. 연구개발의 개요 ... 5
• 1-2. 연구개발 대상 기술의 국내외 현황 ... 5
• 1-3. 연구개발의 중요성 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 8
• 1) Met-IP-RNA-seq을 통한 토마토 과실 발달에 따른 RNA 메틸화 양상 분석 ... 8
• 2) 토마토 과실 발달 및 등숙에 관여하는 m6A RNA 메틸화 및 탈메틸화 중요성 분석 ... 11
• 3) CRISPR-Cas를 활용한 m6A reader 유전자교정을 sgRNA 제작 및 확인 ... 14
• 4) 토마토 양액 재배 시스템 확립 및 종자 증식 ... 18
• 5) CRISPR-Cas 벡터 도입을 위한 토마토 형질전환 ... 19
• 6) m6A 메틸화의 스트레스 반응 기능 규명 ... 26
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 32
• 1) 연구 수행 결과 ... 32
• 2) 목표 달성 수준 ... 39
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 40
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 40
• 2) 자체 보완활동 ... 40
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 40
• 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 41
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 42
• 참고 문헌 ... 43
• 끝페이지 ... 44