• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
• /
• pp.768-770
• /
• 2015

유전체 염기서열 분석비용이 크게 감소하면서 유전체 정보 생산이 본격화됨에 따라 시스템 생물학 기반의 통합 및 표준화된 오믹스 데이터베이스 구축이 필요하다. 이에 따라 현재 진행중인 연구 수행의 결과로 얻어진 차세대유전체서열(NGS) 및 전사체(transcriptome) 등의 대용량 정보를 수집하였고 이를 표준화 형식에 맞춰 농업생명공학정보센터(NABIC)에 등록하였다. 또한 농업생명자원 생물정보를 품목별, 개체별로 통합 저장소를 구축하였으며 농업생명자원 생물정보를 품목별, 개체별로 통합 저장소를 구축하였다. 농업생명공학정보센터 오믹스 정보등록시스템 서비스와의 연계 및 확충작업을 하기위해 시스템 기능 개선 및 유지보수 작업을 수행하였다.

• 미생물학회지
• /
• 제51권4호
• /
• pp.347-354
• /
• 2015

콩은 우리나라와 극동아시아가 원산지로 알려져 있으나 국산 콩의 근권 세균 군집에 대한 연구는 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 국산 재배콩을 대상으로 차세대 염기서열 분석 방법인 파이로시퀀싱 방법을 사용하여 콩 근권 세균 군집 구조를 해석하고 생육단계별 군집의 변화 및 콩 근권의 핵심 세균 군집을 구명하고자 하였다. 세균 군집 분석 결과, 근권 세균의 군집은 근권과 비근권간에 뚜렷한 차이를 보였으며, 총 21개의 문으로 구성되었다. Proteobacteria가 가장 우점(36.6-42.5%)하였고, Acidobacteria (8.6-9.4%), Bacteroidetes (6.1-10.9%), Actinobacteria (6.4-9.8%), Firmicutes (5.7-6.3%) 등의 순으로 상대풍부도가 감소하였다. 모든 생육단계에 걸쳐 콩 근권의 핵심 세균 군집에는 Proteobacteria에 속한 OTU들이 가장 많이 분포하였으며, 이들 중 Bradyrhizobium에 속한 OTU의 상대 풍부도가 가장 높았다. 본 연구결과는 콩 근권의 핵심 세균 군집은 주로 생육 촉진 기능과 유기물 순환에 관련된 OTU로 구성되어 있다는 것을 보여주었다.

• 생명과학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.391-410
• /
• 2022

인간 미생물 균총은 장, 구강, 피부와 같이 체내외 다양한 부위에 존재하는 박테리아, 균류, 바이러스 등을 포함하는 미생물 집단이다. 16s ribosomal RNA에 대한 대사체 분석 및 차세대 염기서열 분석기술의 개발과 함께, 살아있는 유기체 내에 존재하는 미생물 균총에 대한 많은 연구가 진행되었다. 이에 따라, 미생물 균총이 숙주의 대사 및 면역과정과 복잡하게 연관되어 있음이 확인되었다. 공생균(commensal microbiota)이라 불리는 미생물 균총의 특정 박테리아가 필수 영양소를 생성하거나 다른 병원성 미생물로부터 숙주를 보호하여 긍정적으로 영향을 미치고 있는 반면, 비정상적인 미생물 균총의 조성을 의미하는 미생물 균총의 불균형(dysbiosis)에 의해 체내 항상성 유지를 방해하여 다양한 종류의 질병을 발생시키기도 한다. 최근, 미생물 균총 중에서도 구강과 장내 존재하는 박테리아가 위장관암의 발암과정과 항암제의 치료효과에 상당한 영향을 미치고 있음이 여러 논문을 통해 보고되고 있다. 미생물 균총-암-면역계 사이의 복잡한 연관성과 미생물 균총 기반 발암 메커니즘에 대한 규명은 암에 대한 이해와 새로운 항암제 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. 본 리뷰는 미생물 균총의 박테리아가 위장관암과 항암제에 어떤 영향을 미치고 있는지에 대해 초점을 맞추고 있는 논문들을 요약하고 있으며, 나아가 기존 항암제의 치료효과를 개선하기 위해 복합제로써 미생물 균총의 잠재력과 도전과제에 대해 논의한다.

• 식물분류학회지
• /
• 제48권4호
• /
• pp.249-259
• /
• 2018

물부추속($Iso{\ddot{e}}tes$ L.)은 물부추과($Iso{\ddot{e}}taceae$)에 속하는 이형포자성을 보이는 다년생 정수성 수생식물로, 전 세계에 200여종이 분포하는 것으로 알려져 있다. 물부추속 식물은 고생대 말기에 출현하여 오랜 진화적인 역사를 지닌다. 다양한 생육환경에서 광범위하게 분포하고, 분포 지역에서는 많은 종들이 높은 고유성을 보임으로서 멸종위기종으로 보호되고 있다. 오랜 종분화 과정에서 극도의 수렴진화와 자가배수체 형성과정을 거치면서 형태적으로 매우 단순화되었다. 이로 인하여 이 식물군의 형태적인 형질을 이용한 계통학적 연구와 유연관계의 규명에 많은 어려움을 보여주고 있다. 본 연구에서는 분자계통학적 마커를 이용하여 극동아시아에 분포하는 물부추속의 계통학적 유연관계를 파악하고, 분자시계를 이용하여 이들의 식물지리학적 기원 및 분화시기 등에 대해서 알아보고자 하였다. 분자마커로서 핵과 엽록체 DNA의 염기서열을 이용한 분자계통학적 연구결과, 동아시아 물부추속은 크게 두 개의 분계군으로 구분된다: 일본 홋카이도에 분포하는 북방계분계군과 나머지 물부추속 식물을 포함하는 동아시아 분계군으로 구분이 된다. 북방계인 아시아물부추($Iso{\ddot{e}}tes$ asiatica)는 극동러시아와 북미의 북서부지역의 물부추속 식물과 깊은 유연관계를 보인다. 이 분계군은 북미의 알래스카 지역에서 베링육교(Bering land bridge)를 통해 중신세후기(late Miocene)에 시베리아로 전파된 것으로 분석되었다. 나머지 동아시아 물부추속 식물분계군($Iso{\ddot{e}}tes$ sinensis, I. yunguiensis, I. hypsophila, I. orientalis, I. japonica, I. coreana, I. taiwanensis, I. jejuensis, I. hallasanensis)은 파푸아뉴기니아와 호주의 물부추속 식물과 밀접한 유연관계를 보인다. 이들은, 점신세 후기(late Oligocene)에 호주 대륙의 동부 지역으로부터 원거리 산포과정(long-distance dispersal)을 통해 이동되어진 것으로 추론되었다. 향후에 차세대 염기서열 분석(next generation sequencing)과 같은 대규모 유전자 분석법을 이용하여 유용한 분자마커들을 개발하게 되면 전 세계에 분포하는 물부추속 식물에 대한 전반적인 계통지리학적 분석과 각 대륙에 고유종으로 분포하고 있는 이들의 진화적인 역사를 규명할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제112권1호
• /
• pp.40-56
• /
• 2023

사시나무속 수종은 생장이 빠르고 우수한 탄소흡수 능력을 보여주며, 환경정화 효과가 큰 수종으로 이상기후 및 환경오염 문제에 대응하는 기후적응성 품종개발 및 육종집단 조성에 적합하다. 따라서 유전연관지도 작성 및 양적형질 유전자좌 탐색을 통하여 포플러 육종을 신속하게 진행할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 차세대 염기서열 분석기술 방법인 genotyping-by-sequencing 기법을 이용해 인공교배 차대에 대한 고밀도 유전연관 지도를 작성하였다. 또한 사시나무의 수고와 근원경 생장 그리고 해충피해에 대한 회복력 형질을 조사하여 유전연관지도에 위치한 양적형질 유전자좌를 탐색하였다. 서울대학교 학술림에 조성된 사시나무 4년생 육종집단(오대19 × 봉현4 인공교배 차대집단)에서 수고 및 근원경 생장을 조사하였으며, 식엽성 해충인 꼬마버들재주나방 유충의 피해를 받은 후 이에 대해 회복 능력을 조사하였다. 잎 시료의 DNA 추출 후 5개 microsatellite 마커를 이용하여 유전자형을 확인하였으며 친자로 확인된 개체만을 연구재료로 사용하였다. 친자 확인이 완료된 시료의 DNA는 제한효소를 이용해 절단하였으며, 이렇게 얻은 DNA 조각들은 GBS 라이브러리로 제작하여 염기서열을 분석하였다. 분석된 결과는 Populus trichocarpa를 참조유전체로 하여 정렬하였다. 정렬된 SNP 마커는 총 58,040개였으며, 그 가운데 17,755개의 SNP 마커를 유전연관지도 작성에 사용하였다. 유전연관지도는 19개의 연관군으로 나누어졌으며, 전체 길이는 2,129.54 cM으로 나타났다. 조사된 세 가지 형질에 대한 양적형질 유전자좌 분석을 실시한 결과, 수고와 근원경 생장과 연관된 양적형질 유전자좌는 찾을 수 없었으나 전장유전체연관연구(GWAS)를 통하여 4번 연관군(염색체)에 해충피해 회복력과 관련이 있을 것으로 추정되는 유전자를 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.97-104
• /
• 2020

이 연구에서는 글라이코 캘릭스 형성 박테리아를 이용한 콘크리트 구조체의 표면 코팅기술의 실제 적용의 중요성과 문제점을파악하기 위하여 유사 하수환경에서 Mock-up 실험을 수행하였다. 황산염 열화의 조건에서 원주형 콘크리트시험체의 압축강도와 질량의 변화를 평가하였다. 박테리아의 생장성 및 글라이코 캘릭스 생성량은 하수관에서 채취한 시료로부터 평가되었다. 이와 함께 유사 하수환경에서 Rhodobacter capsualtus의 적용이 주변 생태환경에 미치는 유해성을 평가하기 위해 차세대 염기서열 분석이 수행되었다. Mock-up 실험결과 개발된 코팅재가 적용된 콘크리트 시험체는 황산염 열화에 의한 콘크리트의 압축강도 저하 및 질량감소는 발생하지 않았으며, 하수 환경에서 우수한 열화저항성능을 갖는 것으로 평가되었다. 재령 91일에서 경화된 코팅재에서 분리된 박테리아의 생균수 및 글라이코 캘릭스 생성량은 각각 1.4×10⁴cell/mL 및 67.5mg/㎤이었다. 더불어 글라이코 캘릭스 코팅 콘크리트 하수관이 설치된 하수에서는 유해균주가 발견되지 않았다. 이는 코팅 재료로서 활용된 Rhodobacter capsulatus가 하수 환경에서 주변 생태환경에 미치는 영향이 없음을 의미한다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.547-557
• /
• 2010

이 연구는 미생물의 생체광물형성작용 중 미생물의 방해석 석출 작용(micro-biologically induced calcite precipitation, MICP)을 이용하여 환경적인 문제를 배려한 차세대 스마트 콘크리트의 개발이 목적이다. 현재 콘크리트의 개질(改質) 및 성능향상을 목적으로 미생물의 방해석 석출 작용을 이용한 기술은 대표적 미생물인 Sporosarcina pasteurii에 의해 그 가능성이 제안되어 왔다. 이 연구에서는 이러한 미생물의 방해석 석출작용을 이용하는 것으로서 선행 연구의 Sporosarcina pasteurii외에 콘크리트 구조물에서 탐색하여 16S rDNA 염기서열 분석법에 의해 동정된 4종의 신규 유용미생물자원들을 추가적으로 이용하였으며, 이렇게 확보된 방해석을 석출하는 유용미생물자원들에 대한 소개와 미생물의 방해석 석출 작용에 따른 시멘트 결정성을 평가하였다. 또한 콘크리트의 개질 및 성능 향상을 목적으로 이러한 유용미생물자원들을 우선적으로 모르타르 환경에 적용하여 양생조건별 압축강도의 특성을 평가하고, 모르타르에 인위적 균열을 만들어 미생물의 방해석 석출 작용에 따른 균열의 충전 가능성을 검토하였다. 이러한 유용미생물들의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것으로 기대된다. 또한 이 연구의 큰 의미는 실제 콘크리트 구조물에 상생하고, 자연환경에서 방해석을 석출하는 미생물을 이용한다는 것이며, 긴 시간동안 자연환경에서 살아남은 이 미생물들은 환경적으로 안전할 뿐만 아니라 새로운 환경 저부하성 기능재료로서의 이용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제52권5호
• /
• pp.529-537
• /
• 2020

본 연구에서는 재래누룩을 사용한 막걸리의 미생물 군집을 차세대 염기서열 분석기법(NGS)을 활용하여 조사하고, 미생물 군집이 막걸리의 품질에 미치는 영향을 구명하고자 효모 첨가에 따른 품질특성을 확인하였다. 발효 스타터로 효모의 첨가는 재래누룩 막걸리의 미생물 군집 분포에 영향을 주어 결과적으로 막걸리의 품질 차이를 나타냈다. 무첨가구의 경우 발효 초기의 진균류는 Saccharomycopsis fibuligera가 대부분이었고, 세균류는 Pediococcus pentosaceus, Weissella confusa, Pantoea vagans의 증식으로 인하여 총산 및 젖산 함량이 높게 나타났다. 첨가구는 발효 시작 전부터 Saccharomyces cerevisiae가 우점하여 알코올 생성 속도가 빠르고, 발효 초기의 높은 알코올 농도로 인해 재래누룩에서 기인한 젖산 생성 bacteria의 생육을 억제하는 것으로 나타났다. 따라서 재래누룩으로 막걸리를 제조할 때, 알코올 생성능이 우수한 효모의 첨가가 막걸리 시어짐의 원인이 되는 젖산균의 성장을 억제함으로써 산미를 낮추고 제품의 균일성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제26권9호
• /
• pp.1097-1104
• /
• 2016

차세대 염기서열 분석기술의 발달로 대량의 전사수준의 단위체들이 발견되었는데, 이것들 중 대부분의 전사체들은 비암호화 RNA들이다. 이들 중 긴 비암호화 RNA (lncRNA)들은 200개 이상의 뉴클레오티드를 가지며 단백질로 번역이 되지 않는 기능적 RNA 분자들이다. 식물의 lncRNA들은 RNA Pol II, Pol III, Pol IV, Pol V에 의해 전사체가 만들어지고, 전사 후 이들 lncRNA들은 추가적인 splicing과 polyadenylation 과정이 일어난다. 식물의 lncRNA들은 그 발현수준이 매우 낮고, 조직 특이적으로 발현 되지만, 이들 lncRNA들은 외부자극에 의해 강한 발현이 유도된다. 환경스트레스를 포함한 각기 다른 외부자극에 의해 많은 식물 lncRNA들의 발현이 유도되었기 때문에 이들 lncRNA들은 식물의 다양한 생물학적 기능과 식물의 생장발달 과정에 있어 새로운 조절 인자로 고려되고 있다. 특히 후성유전학적인 유전자 억제, 크로마틴 변형, 타겟모방, 광형태형성, 단백질 재배치, 환경스트레스 반응, 병원균 감염등에 관련하여 기능을 한다. 또한 어떤 lncRNA들은 short RNA들의 전구체로 역할도 한다. 최근 식물에서 많은 lncRNA들이 분리 동정되었지만, 이들 lncRNA들의 생리학적인 기능에 대한 현재의 이해는 여전히 제한적이고, 이들의 세부적인 조절 메커니즘 연구는 지속적으로 이루어져야 할 것이다. 이 총설에서는 식물 lncRNA들의 생합성 및 조절 메커니즘과 현재까지 밝혀진 분자수준에서의 중요한 기능들을 요약 정리하였다.