초록 ▼

□ 연구개요
본 과제는 식물에서 mRNA 분해를 통한 복합스트레스 적응 기작을 규명하는 것을 최종목표로 함.
이를 위해 구체적으로 다음의 세부연구목표를 설정함.
첫 번째 연구목표로 나노포어 시퀀싱을 이용하여 mRNA 분해산물을 profiling하고 분석할 수 있는 연구 방법을 개발하고자 함.
두 번째 연구목표는 벼에서 mRNA 분해 조절에 관여하는 유전자들의 돌연변이를 제작하고 이들의 기능을 규명하고자 함.
세 번째 연구목표는 벼에서 질소부족과 가뭄스트레스가 동시에 존재할 때 나타나는 복합스트레스적응 기작

□ 연구개요
본 과제는 식물에서 mRNA 분해를 통한 복합스트레스 적응 기작을 규명하는 것을 최종목표로 함.
이를 위해 구체적으로 다음의 세부연구목표를 설정함.
첫 번째 연구목표로 나노포어 시퀀싱을 이용하여 mRNA 분해산물을 profiling하고 분석할 수 있는 연구 방법을 개발하고자 함.
두 번째 연구목표는 벼에서 mRNA 분해 조절에 관여하는 유전자들의 돌연변이를 제작하고 이들의 기능을 규명하고자 함.
세 번째 연구목표는 벼에서 질소부족과 가뭄스트레스가 동시에 존재할 때 나타나는 복합스트레스적응 기작을 규명하고자함.

□ 연구 목표대비 연구결과
I. 나노포어 시퀀싱을 이용한 mRNA 분해산물 연구 방법 개발
1) 나노포어 DRS와 RNA-seq 데이터 분석을 통한 DEG 분석 (100% 수행)
2) 복합스트레스 반응에 관여하는 유전자의 DLG 분석 (100% 수행)
3) Nanopore Degradome-seq 기술의 개발 및 이의 활용 (100% 수행)
4) Nanopore DRS 데이터 분석 파이프라인 개발 (100% 수행)
II. 벼에서 mRNA 분해 조절인자에 의한 유전자 발현조절 기작 규명
1) 캡 제거 기작을 통한 mRNA 분해기작 연구 (100% 수행)
2) 내부 절단 기작을 통한 mRNA 분해기작 연구 (100% 수행)
3) 탈아데닐화 기작을 통한 mRNA 분해기작 연구 (100% 수행)
III. 벼에서 질소 부족과 가뭄의 복합스트레스 적응기작 규명
1) 복합스트레스에 의한 mRNA 분해산물 프로파일링 (100% 수행)
2) 복합스트레스 조건에서 mRNA 분해 조절인자 돌연변이의 표현형 연구 (90% 수행)
3) 복합스트레스 조건에서 mRNA 분해 매개 염기서열 발굴 연구 (90% 수행)

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 가뭄 전/후에 질소 영양분의 풍부/결핍이 식물의 생장에 어떤 영향을 주는지에 대한 연구는 탄소/질소 균형을 유지하려는 식물의 생리적 특성을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대함.
- 다양한 환경스트레스 조건에서 발현이 변하는 유전자 연구는 주로 스트레스 적응에 필요한 유전자발현 증가에 초점이 맞춰져 있었으나 본 과제에서 연구하고자 하는 mRNA 분해를 통한 유전자발현조절기작은 새로운 환경에 적응하기 위한 유전자 발현 프로그램의 역동성을 연구할 수 있는 기초가 됨.
- 탈아데닐화, 캡 제거, 내부절단과 같은 전사후 mRNA 가공과정은 mRNA의 안정성을 조절하는 기작으로 진핵생물에 잘 보존되어 있으나 벼에서는 연구가 미비하여 이에 대한 연구는 벼의 유전자발현조절 기작을 이해하는 기초가 됨.
- mRNA 분해 연구는 주로 조절인자의 생화학적 기능에 치우쳐져 있으며 직접적으로 조절되는 전사체에 대한 유전체학적 접근은 부족함. 나노포어 시퀀싱 기술을 활용한 타겟 유전자의 동정은 실제 조절되는 유전자들의 발현조절기작을 이해하는데 기여할 것으로 기대함.
- 특정 환경스트레스 조건에서 mRNA 분해를 통해 조절되는 유전자들의 cis-acting 염기서열 요소를 찾는 연구는 형질전환을 통해 외부유전자를 도입할 때 RNA 안정성에 적합한 UTR 서열로 활용될 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구 목표 ... 4
• 1-2. 연구의 필요성 ... 4
• 1-3. 연구 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 2-1) 벼에서 질소부족과 가뭄의 복합스트레스 처리 ... 9
• 2-2) 복합스트레스의 RNA-seq 라이브러리 구축 및 분석 ... 9
• 2-3) 가뭄스트레스의 나노포어 라이브러리 구축 및 분석 ... 10
• 2-4) 복합스트레스의 나노포어 라이브러리 구축 및 분석 ... 11
• 2-5) mRNA 분해기작 관련 유전자의 돌연변이 확보 ... 14
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 6. 자체점검표 ... 17
• 7. 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 26