분자유전학적인 기술을 이용한 육 감별법

This study was carried out to develop a DNA marker for identifying between Korean cattle (Hanwoo) and other breeds. First experiment was performed to isolate Hanwoo specific DNA marker at sequence characterized amplified regions (SCARs). Five breeds of cattle including Hanwoo, Holstein, Hereford, Angus and Charolais were represented with the from 8 to 20 individuals. Fourteen primers of 300 arbitrary primers of 10 nucleotides showed reproducible polymorphism across the breeds. An amplified band of 0.9 kb in the primer MG-3 showed the specificity to Holstein breed. And MG-6 and MG-12 detected the Hereford and Hanwoo specific markers at the size of 2.0 kb and 1.0 kb, respectively. A 1.0 kb band of MG-12 was cloned and sequenced. A SCAR primer was designed based on the obtained sequences. It was possible to identify the Hanwoo from Holstein breed. Second experiment was carried out to observe the genotype frequencies of MC1R in 1,044 samples of imported beef and eight different cattle breeds including Hanwoo, Holstein, Angus, Brown-Swiss, Charolais, Limousin, Simmental and Hereford. The primers for the amplification of bovine MC1R gene were designed based on a bovine MC1R gene sequence (GenBank accession no.Y19103). A size of 350 bp was amplified by polymerase chain reaction(PCR), digested with two different restriction enzyme, BsrFI and MspA II, and electrophoresed in 2.5% Metaphore agarose gel for determination of genotypes. Genotype frequencies of Hanwoo were 0.10 in E+e and 0.90 in ee. Allele ED was shown in all of Holstein and Angus breeds tested which have black coat color phenotypes. We suggested that SCAR marker and the bovine MC1R gene could be used as a DNA marker for distinguishing beef between Hanwoo and Holstein.

본 연구는 한우고기를 수입육 및 젖소고기 등의 쇠고기를 판별할 수 있는 DNA marker를 개발 하기 위하여 수행하였다. 첫 번째 실험으로 RAPD 기법을 이용한 종 특이 marker 개발 및 이 marker의 SCAR marker로의 개발을 목표로 수행되었다. Random primer 300개에 대하여 PCR 수행하여 품종 특이적인 양상을 나타내는 14개 primer를 선별하였고 그 중 MG-3, MG-6, MG-12의 primer는 각각 0.9 kb, 1.0 kb, 2.0kb의 위치에서 홀스테인, 한우,헤어포드 특이적인 RAPD 단편을 나타내었다. 이들 단편들 중 한우 특이적인 단편을 클로닝한 후 random primer가 포함된 부분의 염기서열을 결정하였다. 10bp의 RAPD random primer에 10 bp의 염기를 추가하여 SCAR primer를 제작하였다. SCAR marker의 PCR수행 결과, RAPD marker와 같은 1.0 kb의 크기에서 한우에서만 특이적으로 하나의 밴드로 증폭이 되었다. 이러한 결과는 젖소 DNA와의 비교실험에서와 같이 Holstein에서는 나타나지 않으면서 한우에서만 단일밴드가 증폭되어 한우와 젖소의 판별에 이용이 가능할 것으로 판단된다. 두 번째 실험으로 포유동물의 모색과 연관된 MC1R 유전자 변이와 소 품종간의 유전자형 빈도를 파악하고 한우와 흑모를 가진 홀스테이나 앵거스와의 판별 가능한 DNA marker로서의 이용성을 알아보기를 위하여 수행하였다. MC1R 유전자의 변이부분을 증폭시킬 수 있는 한쌍의 primer를 제작하여 350 bp 크기의 PCR 산물를 얻어 제한효소 BsrF I 과 MspA1 I 으로 각각 절단한 후 2.5%의 Metaphore agarose gel에 전기영동하여 유전자형을 결정하였다. 소 품종별 유전자형 빈도를 분석한 결과 한우에서는 $E^+e$와 ee 유전자형이 각각 0.10과 0.90로 나타난 반면 젖소(홀스테인)에서는 유전자형 $E^DE^D,\;E^DE^+$ 및 $E^De$가 각각 0.86, 0.00 및 0.14, 앵거스에서는 각각 0.57, 0.26 및 0.17의 빈도를 보여 젖소와 앵거스 두 품종 모든 개체가 대립유전자 $E^D$를 가지고 있어 한우와는 분명한 차이를 보였다. 그러나 수입육의 경우 분석시료 43%만이 $E^D$를 가지고 있었다. 따라서 MC1R 유전자의 유전자형을 PCR-RFLP 방법을 이용한다면 현재 젖소고기가 한우고기로 둔갑 판매되는 부정유통을 방지할 수 있는 하나의 DNA 지표인자로서 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 결론적으로 본 연구에서 개발한 한우 특이 SCAR marker와 MC1R 유전자를 이용한다면 국내에서 사육하고 있는 젖소고기가 한우고기로 둔갑 판매되는 부정유통사례를 근접할 수 있는 방법이 될 것으로 판단되나 다양한 품종이 교잡된 수입쇠고기와의 판별기술 개발을 위해서는 보다 많은 연구가 필요할 것으로 사료된다.