Functional Analysis of Expressed Sequence Tags from Hanwoo (Korean Cattle) cDNA Libraries

한우 cDNA 라이브러리에서 발현된 ESTs의 기능분석

  • 임다정 (농촌진흥청 축산과학원 생명환경부) ;
  • 변미정 (농촌진흥청 축산과학원 생명환경부) ;
  • 조용민 (농촌진흥청 축산과학원 생명환경부) ;
  • 윤두학 (농촌진흥청 축산과학원 생명환경부) ;
  • 이승환 (농촌진흥청 축산과학원 생명환경부) ;
  • 신윤희 (인실리코젠) ;
  • 임석기 (농촌진흥청 축산과학원 생명환경부)
  • Received : 2008.07.11
  • Accepted : 2009.02.10
  • Published : 2009.02.01


We generated 57,598 expressed sequence tags (ESTs) from 3 cDNA libraries of Hanwooo (Korean Cattle), fat, loin, liver. Liver, intermuscular fat and longissimus dorsi tissues were obtained from a 24-month-old Hanwoo steer immediately after slaughter. cDNA library was constructed according to the oligocapped method. The EST data were clustered and assembled into unique sequences, 4,759 contigs and 7,587 singletons. To carry out functional analysis, Gene Ontology annotation and identification of significant leaf nodes were performed that were detected by searching significant p-values from $2^{nd}$ level GO terms to leaf nodes using Bonferroni correction. We found that 13, 26 and 8 significant leaf nodes are unique in the transcripts according to 3 GO categories, molecular function, biological process and cellular component. Also digital gene expression profiling using the Audic's test was performed and tissue specific genes were detected in the above 3 libraries.

본 연구는 한우의 지방, 간, 등심조직에서 유전자 염기서열을 확보하여 생산된 57,598개의 유전자 발현단편 데이터의 기능규명을 실시하였다. 유전자 발현단편 서열은 Assembly 과정을 통하여 unique한 서열인 4,759 contigs와 7,587 singletons을 확보하였으며, 얻어진 전사체를 이용하여 NCBI의 non-redundant 단백질 데이터베이스에 대하여 서열유사성 검색 (BLAST)을 하여 유전자의 기능을 예측할 수 있었다. 또한 기능에 대한 모호성을 확실히 하기 위해 Gene Ontology 용어를 사용하여 한우의 세 조직에서 확보된 서열들의 생물학적 특성을 기술하였다. Gene Ontology 는 모든 기능이 계층적으로 표현되어 있기 때문에, 각 계층에 대하여 유의적인 기능 여부를 확인하기 위하여 통계 분석인 Pearson's chi-square test를 실시하여 통계적으로 유의한 기능들을 산출할 수 있었다. 그 결과, Molecular function, Biological process, Cellular component 각각의 GO category에서 13, 16, 8개의 유의적인 GO terms이 검출되었다. 또한, 한우의 세 조직에 대하여 조직특이적 유전자의 존재여부를 판단하기 위하여 Audic's test를 실시하여 세 조직에서 각각 조직특이적으로 발현되는 유전자들을 검출할 수 있었다. 이러한 생물정보학적 방법들을 사용하여 한우의 세 조직에서 발현된 대량의 서열들에 대한 기능을 예측할 수 있었으며, 통계 검증을 통하여 유의적으로 검출된 유전자들은 추후에 실험적 검증을 실시하여 충분한 정보를 확보할 수 있을 것으로 사료된다.


  1. Altschul, S. F., Madden, T. L., Schaffer, A. A., Zhang, J., Zhang, Z., Miller, W. and Lipman, D. J. 1997. Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic acids research 25(17):3389-3402.
  2. Audic, S. and Claverie, J. M. 1997. The significance of digital gene expression profiles. Genome Res 7(10):986-995.
  3. Baumann, R. G., Baldwin, R. L., t. Van Tassell, C. P., Sonstegard, T. S. and Matukumalli, L. K. 2005. Characterization of a normalized cDNA library from bovine intestinal muscle and epithelial tissues. Anim Biotechnol 16(1):17-29.
  4. Bonferroni, C. 1936. Teoria statistica delle classi e calcolo delle probabilit? Pubblicazioni del R Istituto Superiore di Scienze Economiche e Commerciali di Firenze 8:3-62.
  5. Coulson, R. A. and Herbert, J. D. 1984. A role for carbonic anhydrase in intermediary metabolism. Ann N Y Acad Sci. 429:505-515.
  6. Dvorak, C. M., Hyland, K. A., Machado, J. G., Zhang, Y., Fahrenkrug, S. C. and Murtaugh, M. P. 2005. Gene discovery and expression profiling in porcine Peyer’s patch. Veterinary immunology and immunopathology 105(3-4):301-315.
  7. Ewing, B. and Green, P. 1998. Base-calling of automated sequencer traces using phred. II. Error probabilities. Genome research 8(3):186-194.
  8. Gordon, D., Abajian, C. and Green, P. 1998. Consed: a graphical tool for sequence finishing. Genome research 8(3):195-202.
  9. Hansen, C., Fu, A., Meng, Y., Okine, E., Hawken, R., Barris, W., Li, C. and Moore, S. S. 2004. Gene expression profiling of the bovine gastrointestinal tract. Genome 47(4):639-649.
  10. Hanson, R. W. and Ballard, F. J. 1967. The relative significance of acetate and glucose as precursors for lipid synthesis in liver and adipose tissue from ruminants. Biochem J 105(2):529-536.
  11. Huang, X. and Madan, A. 1999. CAP3: A DNA sequence assembly program. Genome research 9(9):868-877.
  12. Lee, S. H., Park, E. W., Cho, Y. M., Kim, S. K., Lee, J. H., Jeon, J. T., Lee, C. S., Im, S. K., Oh, S. J., Thompson, J. M. and Yoon, D. 2007. Identification of differentially expressed genes related to intramuscular fat development in the early and late fattening stages of hanwoo steers. J Biochem Mol Biol 40(5):757-764.
  13. Lee, S. H., Park, E. W., Cho, Y. M., Lee, J. W., Kim, H. Y., Lee, J. H., Oh, S. J., Cheong, I. C. and Yoon, D. H. 2006. Confirming single nucleotide polymorphisms from expressed sequence tag datasets derived from three cattle cDNA libraries. J Biochem Mol Biol 39(2):183-188.
  14. Nafikov, R. A. and Beitz, D. C. 2007. Carbohydrate and lipid metabolism in farm animals. The Journal of nutrition 137(3):702-705.
  15. Noh, S. J., Lee, K., Paik, H. and Hur, C. G. 2006. TISA: tissue-specific alternative splicing in human and mouse genes. DNA Res 13(5):229-243.
  16. Sifre, L., Berge, P., Engel, E., Martin, J. F., Bonny, J. M., Listrat, A., Taylor, R. and Culioli, J. 2005. Influence of the spatial organization of the perimysium on beef tenderness. J Agric Food Chem 53(21):8390-8399.
  17. Sonstegard, T. S. and van Tassell, C. P. 2004. Bovine genomics update : making a cow jump over the moon. Genet Res 84(1):3-9.
  18. Vaananen, H. K., Takala, T. E., Tolonen, U., Vuori, J. and Myllyla, V. V. 1988. Muscle‐specific carbonic anhydrase III is a more sensitive marker of muscle damage than creatine kinase in neuromuscular disorders. Arch Neurol 45(11):1254-1256.
  19. Zadissa, A., McEwan, J. C. and Brown, C. M. 2007. Inference of transcriptional regulation using gene expression data from the bovine and human genomes. BMC Genomics 8:265.
  20. Zhong, S., Storch, K. F., Lipan, O., Kao, M. C., Weitz, C. J. and Wong, W. H. 2004. GoSurfer: a graphical interactive tool for comparative analysis of large gene sets in Gene Ontology space. Applied bioinformatics 3(4):261-264.

Cited by

  1. Preferences and Consumption Patterns of Consumer to Develop Processed Pork Products for Export vol.32, pp.1, 2012,