Journal of Life Science (생명과학회지)

Korean Society of Life Science (한국생명과학회)
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Investigation of Conserved Gene in Microbial Genomes using in silico Analysis

미생물 유전체의 in silico분석에 의한 보존적 유전자 탐색

  • 강호영 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 신창진 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 강병철 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 박준형 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 신동훈 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 최정현 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 조환규 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 차재호 (부산대학교 유전공학연구소부설 생물정보학센터, 부산대학교 의과대학부설 부산지놈센터) ;
  • 이동근 (신라대학교 생명공학연구소)
  • Published : 2002.10.01
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Abstract

Conserved genes are importantly used to understand the major function in survival and replication of living organism. This study was focused on identification of conserved genes in microbial species and measuring the degree of conservation. For this purpose, in silico analysis was performed to search conserved genes based on the conservation level within microbial species. The ortholog list of COGs (Clusters of Orthologous Groups of proteins) in NCBI was used and whole genomes of 43 microbial species were included in that list. The distance value, derived from CLUSTALW multiple alignment program, was used as a descriptor of the conservation level of orthologs. It was revealed that 43 microbial genomes hold 72 conserved orthologs in common. The majority(72.2%) of the conserved genes was related to "translation, ribosomal structure and biogenesis" functional category. A GTPase-translation elogation factor(COG0050) was the best conserved gene from the distance value analysis. The 72 conserved genes, found in this research, would be useful not only to study minimal function genes but also new drug target among pathogens and to make a model of the virtual cell.tual cell.

미생물 유전체(genome)들 사이의 보존된 유전자 (con-served gene)를 밝히는 것은 생명의 본질을 이해하는데 있어 다양한 의미를 갖는다고 할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 보존적 유전자를 찾아내고, distance value를 이용하여 구한 보존성의 정도 C(conservation score)를 이용하여 종간의 유전자 변이의 정도를 단백질 관점에서 분석하였다. 분석에 사용된 자료는 COGs 데이티베이스의 총 43종의 미생물 유전체들이며, 이들은 총 n,009개의 유전자들을 포함하는 3,852 개의 ortholog들로 구성되어있었다. 분석 결과 43종의 미생물 유전체에 대하여 총 $\ulcorner$2개의 유전자들이 보존적인 것으로 나타났으며, 이들 중 72.2%인 52종의 유전자가 단백질 합성에 관련되는 것으로 나타났다. 이들 보존적 유전자들에 대하여 보존성의 정도 C를 계산하여 보존성의 순위를 얻었으며, 가장 잘 보존된 유전자는 CTPase-trans-lation elogation factor (COG0050)로 나타났다. 그리고 72개의 보존적 유전자가 나타내는 CU 모두를 이용한 분석결과 고세균(archaea)과 진정세균(bacteria)이 각각 독자적인 그룹을 형성하는 것을 관찰하였다. 본 연구의 결과에서 도출한 72개의 보존적 유전자는 생명체의 본질적 기능에 중요한 역할을 담당하는 것으로 사료되었고, 생명체의 진화 과정에서 이 유전자들이 보존된 이유와 기능적 연계에 대한 생물학적 연구에 기초 자료를 제공할 것으로 판단되어 진다.

Keywords

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