본 연구는 축우의 모색발현을 조절하는 MCIR, MGF 및 TYRP1 3종류의 모색 유전자를 이용하여 한우육 판별기술을 개발하고자 PCR-RFLP 기법으로 이들 모색유전자 좌위의 대립유전자를 검출하고 각 품종 간 RFLP 유전자형 출현빈도를 비교 분석하였다. MCIR 유전자의 RFLP 유전자형 출현빈도에서 한우는 e/e과 E+/e형이 출현되었고 이외의 다른 유전자형의 출현은 전혀 인정되지 않았다. 그러나, Holstein종 젖소는 $E^D/E^D$와 $E^D/e$ 2종류의 유전자형 그리고 Angus종에서는 $E^D/E^D$, $E^D/E^++$ 및 $E^D/e$ 3종류의 유전자형이 각각 출현하여 한우와 이들 두 품종간의 MCIR유전자형 출현빈도에 뚜렷한 차이가 인정되었다. MGF 유전자의 RFLP 유전자형 출현빈도에서 한우는 R/r과 r/r형이 각각 25%와 75%로 rr형의 출현율이 비교적 높았으며 Holstein종과 Angus 종은 R/r형이 100% 출현했으며, Charolais 종은 rr형이 100% 출현하였고 이외의 다른 유전자형은 인정되지 않았으며 Hereford종은 RR형이 80% 그리고 R/r형이 20%의 출현율을 보여 RR형의 출현율이 매우 높아 한우와 Holstein 및 육우 품종간의 MGF 유전자형 출현빈도에 명백한 차이가 인정되었다. 따라서, 소 모색관련 MCIR과 MGF 유전자의 품종 특이적 PCR-RFLP 유전자형은 한우육과 국내산 Hostein 젖소육 및 도입육우 품종을 식별하는데 매우 유용한 DNA marker로 이용될 수 있음이 확인되었다.
본 연구는 축우의 모색발현에 관여하는 MC1R, MGF 및 TYRP1 3종류의 모색 유전자의 PCR-RFLP marker를 이용하여 쇠고기 품종 판별기술을 개발하고자 수행하였다. MC1R 유전자의 104번째 아미노산을 지정하는 codon에 GGT 염기를 갖고 있는 Holstein 젖소와 Angus 육우는 제한효소 인지부위가 존재하여 537 bp증폭산물이 절단되어 329와 208bp 두개의 band가 검출되었으나 한우에서는 GTG로 G 염기가 T염기로 치환됨으로써 제한효소 인식부위가 소실되어 537 bp의 단일 bind 만이 검출되었다. 따라서, 이처럼 MC1R 모색유전자의 품종 간 특정 염기서열의 차이가 곧 특정 제한효소의 염기 서열상의 인지 부위 차이를 가져와 한우와 Holstein 젖소 및 Angus 육우 품종간의 RFLP 유전자형 출현에 확실한 차이가 인정되어 한우 품종에 특이적인 MC1R 유전자의 RFLP marker를 이용한 한우육 판별이 가능하였다. 또한, MGF 유전자의 RFLP 유전자형 출현빈도에서 한우는 r/r형이 75%로 출현율이 매우 높은 유전자형으로 분석된 반면 Hereford종은 R/R 형이 80%로 출현율이 매우 높았고 Holstein종과 Angus종은 R/r형이 100% 출현함으로써 한우와 Holstein 및 수입육우 품종간의 MGF 유전자형 출현빈도에 뚜렷한 차이가 인정되었다. 한편, TYRP1 유전자의 RFLP유전자형을 분석한 결과 모든 품종에서 동일한 RFLP type이 검출되어 TYRP1 모색 유전자를 이용한 쇠고기 품종 구별은 불가능한 것으로 나타났다. 따라서, 소 모색 관련 MC1R과 MGF 두 유전자의 품종 특이적 PCR-RFLP 유전자형은 한우육과 국내산 Holstein젖소고기 및 Angus 수입육간의 품종을 식별하는데 매우 유용한 DNA marker로 이용될 수 있음이 확인되었다.
본 연구는 한국토종닭의 모색 변이와 TYR 유전자형 간의 상관관계를 규명하기 위하여 '우리맛닭' 실용계 부계로 이용되는 토종닭 순계 H 계통 암탉 207수, 수탉 40수와 '우리 맛닭' 실용계 60수, 육질형으로 많이 이용되는 흑색 모색을 가진 재래닭 L계통, 흰색 모색을 가진 재래닭 W 계통 토종닭 각각 50수, 총 407수 혈액을 채취하고 DNA를 분리하였다. 모색 표현형과 유전자형과의 연관성을 알아보기 위하여 모색 관련 후보 유전자 TYR의 sequencing 결과를 분석하여 유전자 변이를 살펴보았다. L/W 계통 간의 모색 표현형과 유전자형을 비교한 결과, W 계통의 경우, 유전자형은 GG, AA, TT, CC, GG, AA type으로 고정되어 있었다. '우리맛닭' 실용계에서 TYR 유전자를 비교한 결과, 두 개체 간의 유전자형의 빈도 차이는 유의적으로 나타났으며, 5개의 SNP는 갈색 이모색과 관련성이 있을 것으로 생각된다. 하지만 재래닭 L/W 계통과 달리 토종닭 순계 H 계통 간의 경우, 유전자형은 다양하게 나타났으며, 모색 표현형과 유전자형과의 유의적인 연관성을 찾을 수 없었다. 또한, 모색의 관련된 후보 유전자들의 연관성을 분석하기 위해서는 멜라닌 생성에 관여하는 단백질의 발현을 억제해 멜라닌 생성을 차단하는 기능을 가진 PMEL17(premelanosome protein 17)(Kerje et al., 2004) 유전자와 성 결정 유전자인 SOX10(sex determining region Y, BOX 10)(Gunnarsson et al., 2010), MC1R(melanocortin 1 receptor)유전자의 상반된 기능을 가진 ASIP 유전자(agouti signaling protein)(Yoshihara et al., 2012) 등 모색 관련 유전자의 연관성 분석이 더 필요할 것으로 사료된다. 이상의 본 연구는 토종닭의 품종 구분을 위한 분자유전학적 기초 마커 개발 및 정보를 제공함으로써 한국 토종닭 품종의 대상으로 실용계 개발 및 토종닭 보존 계획 방법에 있어서 가치 있는 정보를 제시할 것으로 사료된다.
본 연구는 제주마 집단의 모색유전자 분포 특성 및 세대별 모색 유전자 변화 양상을 분석하기 위해 제주특별자치도에서 관리하는 제주마, 1,462두에 대한 모색 관련 유전자인 MC1R, ASIP, ECA3-inversion, STX17을 분석하였다. 흑모색과 관련된 MC1R 유전자의 $E^+/E^+$와 $E^+/E^e$ 유전자형 빈도는 각각 0.122와 0.447로 조사되었고, 적색(chestnut) 유전자형인 $E^e/E^e$ 유전자형 빈도는 0.429로 확인되었다. ASIP 유전자의 $A^A/A^A$, $A^A/A^a$ 및 $A^a/A^a$ 유전자형 빈도는 각각 0.46, 0.448, 0.091로 확인되어 $A^a/A^a$ 유전자형 빈도가 낮았다. 토비아노(Tobiano) 형태를 발현하는 To/To와 +/To 유전자형은 각각 0.001과 0.119로 토비아노 형태의 모색은 12%를 점유하고 있었다. 회색 모색과 관련된 STX17의 G/G와 G/g 유전자형의 빈도는 각각 0.002와 0.680로 나타나 제주마 집단에 회색마는 68.2%를 점유하였다. 세대별 모색 변화는 MC1R, ASIP 유전자에서는 큰 변화를 확인할 수 없었다. ECA3-inversion에서는 토비아노를 발현하는 To allele은 세대변화에 따라 유의적으로 감소하였고(p<0.05), 회색 모색과 관련된 STX17 G allele은 세대변화에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 본 연구결과, 제주마 집단의 모색 다양성을 유지하기 위해서는 종마 선정 단계에 모색 유전자의 검토가 필요한 것으로 사료되었다.
본 연구는 '우리맛닭 실용계의 외모 균일화 및 판별 마커개발을 위하여 수탉으로 이용되는 토종닭 순계 H계통 암탉 207수, 수탉 40수와 '우리맛닭' 실용계 60수의 혈액을 채취하고 DNA를 분리하였다. 모색 관련 후보 유전자 MC1R primer를 제작하여 PCR을 수행한 후, direct sequencing을 실시하였다. 개체별 모색 표현형을 조사한 결과, H계통 순계 암탉 207수 중 157수는 흑색 모색, 50수는 흑색+갈색 모색으로 조사되었다. 수탉의 경우, 40수 중 흑색 모색만 있는 개체는 없고, 흑색+갈색의 모색이 다양한 부위에 섞여 있었다. '우리맛닭' 실용계의 경우 흑색 모색 30수와 갈색 모색 30수를 암수 관계없이 샘플링하여 조사하였다. 모색 표현형과 유전형과의 연관성을 알아보기 위하여 모색 관련 후보유전자 MC1R의 sequencing 결과를 분석하여 유전자 변이를 살펴보았지만, 모색 표현형과 유전형과의 유의적인 연관성을 찾을 수 없었다. 이는 토종닭 순계 H계통의 경우, 검정색의 같은 품종 내에서 갈색 이모색을 가진 개체와의 유전적 변이를 탐색한 결과, 그 차이가 분명하게 구별되지 않은 것으로 생각되어진다. '우리맛닭' 실용계에서 haplotype 및 유전자빈도 분석을 통하여 이모색과의 연관성을 보다 명확하게 결정하기 위해서는 부계와 모계의 모색 표현형과 유전특성을 함께 고려해야 할 것으로 판단된다. '우리맛닭'의 모색 균일도 향상을 위한 모색 표현형과 관련 유전자의 연관성분석 및 유전적 특성에 대한 연구는, 향후 이를 이용하여 '우리맛닭'의 불법 유통을 막고 고품질 브랜드화를 위한 분자마커 개발의 기초 자료로 활용될 것으로 생각된다.
본 연구는 한우의 모색발현에 정확히 어떤 유전자가 어떤 유전기작에 의해 관여하고 있는가를 규명하고자 황갈색의 모색을 지닌 한우와 검정모색을 지닌 홀스타인과의 교배를 통해 만든 F2집단의 DNA를 이용하여, MC1R, ASIP 및 TYRP1 유전자형과 한우모색 발현양상을 연관분석 하였으며, 또 한우 집단내에서의 이들 유전자형 빈도를 조사하여 황갈색 한우모색 다양성과 후보유전자 변이의 연관성연구에 필요한 정보를 제공하고자 하였다. MC1R 유전자의 경우 황갈색을 지닌 3두의 유전자형은 모두 e/e 형으로 밝혀졌으며, 검정모색을 지니고 태어난 나머지 3두의 두 좌위에서의 유전자형은 ED/e임을 확인하였는데 황갈색과 검정모색의 비율이 1:1로 나온다는 것은 MC1R 단일유전자가 한우의 모색에 중요한 영향을 미치는 것으로 사료된다. MC1R 이외의 모색발현에 영향을 줄 수 있는 ASIP와 TYRP1 유전자들은 F2 집단에서 염기서열을 분석한 결과 이들 유전자들이 한우 황갈색모색에 주된 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 하지만 TYRP1 유전자에서 발견된 329번 (Glu329Lys) 아미노산 변이는 TYRP1 단백질의 구조와 화학적 성질에 영향을 줄 수 있는 것으로 사료되어 한우집단에서 황갈색바탕의 모색변이에 영향을 줄 수 있는지에 대한 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.
이 논문은 "중용"의 "천명지위성(天命之謂性)"과 "시중(時中)", 그리고 "천지위만물육(天地位萬物育)"의 이슈가 진화생물학의 유전자, 자연선택, 종 다양성 문제와 대화 가능한지 그 가능성을 검토하고 있다. 이를 위해 먼저 성리학과 진화생물학의 유사점과 차이점을 살펴보고, "중용"과 진화생물학의 접점이 무엇인지 모색하고 있다. 이 논문은 세 가지 점에서 "중용"과 진화생물학 사이의 대화 가능성을 검토한다. 첫번째는 인간 본성에 대해 천명지위성과 유전자의 관점에서 대화 가능한지 살펴본다. 두 번째는 존재 이유의 타당성을 시중과 자연선택의 관점에서 살펴본다. 세 번째는 생물간 상호 유연 관계를 천지위만물육과 종 다양성이라는 관점에서 살펴본다. 첫 번째 모색의 소주제들은 <리와 기 vs 유전자와 운반체>의 구조적 연관성, <성선 vs 이기적 유전자의 이타성>의 판단기준, <인 의 예 지 vs 후성규칙>에서 '후천적 선험' 도출 가능성이다. 두 번째 모색의 소주제들은 <천리의 뒤집힘[번(?)] vs 돌연변이>, <변/화 vs 진화>의 시간관, <시중 vs 자연선택/적응>의 메타meta적 접근이다. 세 번째 모색의 소주제들은 <리일분수理一分殊 vs 부분과 전체>의 프랙탈 구조, < 일기一氣 vs 생물간 상호 유연>의 상동관계, <천지위 만물육 vs 생태계>와 치중화致中和의 과제이다. 이러한 모색과 제안들에 대한 후속연구는 "중용"을 둘러싼 성리학 연구의 지평 확대를 가져 올 수 있다.
포유동물에서 KIT 유전자는 우성 백색의 모색발현에 관여하는 후보유전자로서 mast/stem cell growth factor receptor를 암호화하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 한반도에서 서식하고 있는 야생멧돼지의 모색발현에 있어서 KIT 유전자의 유전적 변이를 확인하기 위하여 PCR- RFLP와 염기서열 분석을 수행하여 유전적 변이를 관찰하였다. 멧돼지 KIT 유전자의 exon17- intron 17 경계부위에 대한 NlaⅢ-RFLP 결과 splicing mutation이 없고, exon 19 상에서의 SNP C2678T에 대한 AciⅠ-RFLP 결과 역시 백색 품종들의 유전자형과는 다르게 나타났다. 이상의 결과는 멧돼지 집단 내 교잡에 의해 백모색의 자손이 출현하지 않음을 의미한다. 또한 exon 19과 exon 20에서 새로운 SNP들이 확인되었으며 이들 중 exon 20에서의 SNP A2760G는 아미노산의 변화(iso-leucine→valine)를 초래할 수 있으나 모색 발현과의 연관은 확인할 수 없었다. 돼지 KIT 유전자의 exon 19, 20과 intron 19 상에서의 새로 발견된 SNP와 splicing mutation의 존재 여부 등은 품종특이적인 양상으로 확인되었고, 이 같은 결과는 돼지에서 백색 모색 발현을 설명할 수 있는 좋은 자료가 될 것으로 사료된다.
닭을 구분하는데 있어 가장 눈에 띠는 것이 모색이며, 모색 관련 유전자인 MC1R, MITF, TYRP1의 SNP에 따른 유전자형을 확인하고, 각 품종별로 구별이 가능한 SNP 마커를 개발하고자 하는데, 본 연구의 목적이 있다. 마커들을 조합으로 haplotype을 보았을 때, MC1R 유전자의 SNP 조합에서 CGG type일 경우, 재래닭 만을 특별히 구별할 수 있었으며, TAG, TGG, TAA type일 경우에는 아라카나 만을 구별할 수 있었고, CAA type의 경우, 레그혼 만을 특이적으로 구별할 수 있었다. TYRP1 유전자의 SNP 조합에서는 TTTCA, CCTCA type의 경우, 레그혼 만을 구별할 수 있으며, CTTTA type의 경우, 오골계 만을 특이적으로 구별할 수 있었다. MC1R 유전자의 SNP 조합으로 재래닭, 레그혼, 아라카나를 구별할 수 있었고, TYRP1 유전자의 각각의 SNP 및 조합으로 4가지 품종 모두 구별할 수 있었다. 이렇게 품종 간의 유전적 다형성에 대한 연구가 더 많이 진행된다면, 단순 모색만으로 품종을 구별하기보다는 분자생물학적으로 품종 간의 차이를 이해할 수 있게 될 것이라고 생각된다.
소의 모색 발현에 결정적인 역할을 수행하며 Extension 좌위에 암호화되어 있는 melanocortin- 1 receptor(MC1R) 유전자형을 변형된 염기서열이 증폭되게 제작된 이중 mismatch primer 쌍을 이용하여 PCR-RFLP 방법으로 분석하였다. 증폭된 PCR 절편들은 MC1R 유전자에서 모색 표현형과 직접적으로 연관되어 있어 중요하게 다루어지고 있는 세 가지 대립인자들(ED, E+, e)로 MspI-과 AluI-RFLP에 의해 성공적으로 구분되었다. MC1R 유전자형의 분포를 조사한 결과 제주흑우는 세 가지 대립인자가 모두 출현하였고, 황-적모색의 한우와 호피문의 칡소에서는 흑모색우성 대립인자 ED가 출현하지 않았다. 반면, 우성흑모색으로 알려진 두 소 품종 Holstein과 Angus는 ED 대립인자의 빈도가 96% 이상으로 조사되었다. 한우×Holstein F1과 한우×Angus F1은 모두 ED/e의 유전자형을 나타내었고, 표현형은 전신 흑색으로 확인되었다. 본 연구에서 고안한 이중 mismatch primer 쌍을 이용한 MC1R 유전자 증폭 절편에 대한 MspI-과 AluI-RFLP 조합은 소의 품종 특성 규명과 품종 식별에서 매우 중요한 유전자 표지인자 중 하나인 MC1R 유전자의 세 가지 대립인자를 식별하는 데 유용한 실험기법이 될 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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