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식물 내 유전자들의 기능적 상관관계를 지도로 그린 세계 최대 규모의 ‘식물유전자 네트워크’가 완성되었다.
연세대 생명공학과 이인석 교수팀은 애기장대(Arabidopsis)의 유전자 2만개 간에 이루어지는 100만개 이상의 기능적 상관관계를 지도화하여 세계 최대 규모로 ‘식물유전자 네트워크’를 규명하였다.
사람들이 ‘사회’를 이루고 컴퓨터가 연결되어 ‘인터넷’이라는 네트워크를 구성하듯, 생물체 내의 유전자들도 기능적으로 서로 연결되어 ‘유전자 네트워크’를 형성한다. 성격이 비슷한 사람들이 서로 친해지듯, 기능이 유사한 유전자들도 보다 긴밀한 네트워크를 유지한다. 이 정보를 활용하면 이웃 유전자들을 통해 특정 유전자의 기능을 예측할 수 있다.
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이번 연구는 미생물과 동물을 대상으로 진행되던 기존의 유전자 네트워크 연구가 식물에도 적용 가능하다는 사실을 밝혀낸 데 의미가 있다. 이인석 교수는 지난 2004년과 2008년에 단세포 진핵미생물인 ‘효모’와 동물연구 모델생명체인 ‘꼬마선충’의 유전자 네트워크를 활용하여 질병 관련 유전자들의 기능을 예측할 수 있다는 사실을 밝혀 사이언스(Science)지와 네이처 유전학(Nature Genetics) 지에 각각 발표한 바 있다.
식물은 자연계에서 동물보다 더 오래 진화해 왔기에 유전자의 수도 많고 복잡하다. 때문에 식물의 기능에 대한 연구가 동물에 비해 상대적으로 뒤떨어져 있는 편이다. 최근 식량과 환경문제가 글로벌 이슈로 대두되면서 식물연구의 필요성도 증대되었다. 특히 벼, 옥수수 등 주요 작물의 유전자 기능을 밝혀내면 가뭄이나 병충해를 이겨내도록 만들 수 있다. 그러나 작물당 3~5만개에 이르는 유전자 중에서 중요한 현질을 발견해 내기에는 많은 기술적 한계가 존재한다.
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이 교수팀은 식물연구에 가장 널리 사용되는 애기장대의 유전자 네트워크를 이용하여, 가뭄에 대한 저항성을 조절하는 유전자 ‘드라스원(Drs1)’과 뿌리생장을 조절하는 유전자 ‘라스원(Lrs1)’을 새롭게 발굴한 것을 주요성과로 꼽는다. 또한, 네트워크를 이용한 이번 탐색법이 기존에 비해 10배 이상 효율이 높다는 것도 장점이다.
이인석 교수는 “식량이나 바이오연료로 사용되는 작물의 유전자 네트워크를 발굴했기 때문에, 향후 농업과 바이오에너지 연구에 획기적인 발전을 가져올 것”라고 의의를 밝혔다.
참고로, 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 ‘우수연구센터(S/ERC) 육성사업’과 ‘일반연구자지원사업’의 지원을 받아 수행되었으며, △미국 카네기연구소 이승연 박사 △텍사스주립대 마콧(Marcotte) 박사 등이 공동으로 참여했다. 연구결과는 ‘네이처 생명공학(Nature Biotechnology)’ 온라인판에 2월 1일자(한국시간) 로 게재된다.
연세대 생명공학과 이인석 교수팀은 애기장대(Arabidopsis)의 유전자 2만개 간에 이루어지는 100만개 이상의 기능적 상관관계를 지도화하여 세계 최대 규모로 ‘식물유전자 네트워크’를 규명하였다.
사람들이 ‘사회’를 이루고 컴퓨터가 연결되어 ‘인터넷’이라는 네트워크를 구성하듯, 생물체 내의 유전자들도 기능적으로 서로 연결되어 ‘유전자 네트워크’를 형성한다. 성격이 비슷한 사람들이 서로 친해지듯, 기능이 유사한 유전자들도 보다 긴밀한 네트워크를 유지한다. 이 정보를 활용하면 이웃 유전자들을 통해 특정 유전자의 기능을 예측할 수 있다.
이번 연구는 미생물과 동물을 대상으로 진행되던 기존의 유전자 네트워크 연구가 식물에도 적용 가능하다는 사실을 밝혀낸 데 의미가 있다. 이인석 교수는 지난 2004년과 2008년에 단세포 진핵미생물인 ‘효모’와 동물연구 모델생명체인 ‘꼬마선충’의 유전자 네트워크를 활용하여 질병 관련 유전자들의 기능을 예측할 수 있다는 사실을 밝혀 사이언스(Science)지와 네이처 유전학(Nature Genetics) 지에 각각 발표한 바 있다.
식물은 자연계에서 동물보다 더 오래 진화해 왔기에 유전자의 수도 많고 복잡하다. 때문에 식물의 기능에 대한 연구가 동물에 비해 상대적으로 뒤떨어져 있는 편이다. 최근 식량과 환경문제가 글로벌 이슈로 대두되면서 식물연구의 필요성도 증대되었다. 특히 벼, 옥수수 등 주요 작물의 유전자 기능을 밝혀내면 가뭄이나 병충해를 이겨내도록 만들 수 있다. 그러나 작물당 3~5만개에 이르는 유전자 중에서 중요한 현질을 발견해 내기에는 많은 기술적 한계가 존재한다.
이 교수팀은 식물연구에 가장 널리 사용되는 애기장대의 유전자 네트워크를 이용하여, 가뭄에 대한 저항성을 조절하는 유전자 ‘드라스원(Drs1)’과 뿌리생장을 조절하는 유전자 ‘라스원(Lrs1)’을 새롭게 발굴한 것을 주요성과로 꼽는다. 또한, 네트워크를 이용한 이번 탐색법이 기존에 비해 10배 이상 효율이 높다는 것도 장점이다. 이인석 교수는 “식량이나 바이오연료로 사용되는 작물의 유전자 네트워크를 발굴했기 때문에, 향후 농업과 바이오에너지 연구에 획기적인 발전을 가져올 것”라고 의의를 밝혔다.
참고로, 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 ‘우수연구센터(S/ERC) 육성사업’과 ‘일반연구자지원사업’의 지원을 받아 수행되었으며, △미국 카네기연구소 이승연 박사 △텍사스주립대 마콧(Marcotte) 박사 등이 공동으로 참여했다. 연구결과는 ‘네이처 생명공학(Nature Biotechnology)’ 온라인판에 2월 1일자(한국시간) 로 게재된다.
- 임동욱 기자
- duim@kofac.or.kr
- 저작권자 2010-02-02 ⓒ ScienceTimes
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