• 헤리티지:역사와 과학
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• 제41권1호
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• pp.99-108
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• 2008

1980년대 이후 전 세계적으로 발굴지에서 출토되는 인골 분석에 대한 고고학적 중요성이 증가하면서 인골의 자연과학적 연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 출토 인골의 고고유전학 연구가 점차 활성화 되어감에 따라 고대 DNA 연구를 위한 주요 방법 및 기술적 지식의 축적이 이루어지고 있다. 인골의 보존 상태는 매장환경과 밀접하게 연관되어 있는데 국내에서 출토되는 인골, 동물 뼈 등과 같은 생물유체의 보존 상태가 좋지 못한 주요 원인은 우리나라의 토성(土性) 및 기후적인 특성 때문이다. 그러나 조선시대 회곽묘(灰槨墓)에서는 대체로 보존 상태가 좋은 인골이 출토되고 있는데, 이는 회곽의 구조적 화학적 특성에서 기인된 것이다. 이것은 묘제(墓制)와 장법(葬法)이 피장자(埋葬者)의 매장 환경을 조절함으로써 인골이 잘 보존 될 수 있음을 보여주는 좋은 사례이다. 인골의 미생물에 의한 오염, 물리 화학적 손상 등 다양한 원인은 고대 DNA 분석에 많은 영향을 미치기 때문에 이를 효과적으로 제거할 수 있는 DNA 분석법이 요구된다. 특히, 고대 DNA가 사람 DNA에 의하여 오염되지 않았음을 증명하기 위한 실험 절차가 체계적으로 검증되어야만 연구결과의 신뢰성을 확보할 수 있다. 우리나라 고대 인류의 이동과 그들의 문화를 이해하기 위하여 고대 DNA 분석과 더불어 안정동위원소를 이용한 인골의 골화학 분석 등 인골에 대한 자연과학적 분석이 종합적으로 병행되어야 한다. 더불어 출토 인골의 고고유전학 연구는 형질인류학, 고고학과 같은 인문사회학적 연구와 동시에 수행될 때 가장 좋은 양질의 결과를 얻을 수 있으며 이러한 학제 간 연구는 더욱더 활성화 되어야 한다. 본고는 출토 인골 연구의 학문적 가치와 종합연구의 필요성을 자연과학적 연구의 입장에서 강조하였다. 또한 출토 인골의 DNA 연구 방법과 그 결과를 예로 소개함으로써 고고유전학 연구에 대한 이해를 돕고자 하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제40권
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• pp.387-411
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• 2007

고대 DNA분석은 인류학, 고고학, 생물학자뿐만 아니라 대중의 관심사가 될 정도로 점차 중요성이 강조되고 있다. 고고학자와 생물학자는 인류의 기원과 집단의 이주, 민족의 형성 그리고 고대인의 질병과 매장문화를 규명하는데 있어 고대 DNA분석을 접목하고 있으며, 이미 멸종된 동물의 계통진화학적인 연구에도 이를 활용하고 있다. 고대 DNA분석의 새로운 전기가 마련된 계기는 고대 시료에서 추출되는 미량의 DNA 증폭을 가능하게 한 종합효소연쇄반응(Polymerase chain reaction, PGR)법이 개발되면서였다. 그러나 고대 DNA는 탈아미노화나 절편화 등의 분자 손상 정도가 심한데 이것은 PCR에서 중합효소의 정확한 DNA 증폭을 방해하는 요인으로 작용한다. 시토신이 탈아미노화되어 우라실을 형성하는 것은 DNA의 염기치환오류를 일으킬 수 있으며, 이런 현상은 증폭 과정에서 고유의 염기서열에 대한 고정치환($C{\rightarrow}T$, $G{\rightarrow}A$)을 유도하게 된다. 또한 대부분의 고대시료는 외부 오염물에 노출되어 있는데, 특히 외부 DNA의 오염은 고대 DNA의 염기서열을 결정함에 있어서 부정확한 결과를 도출시키는 심각한 문제를 초래하곤 한다. 이와 같이 고대 시료는 오랜 기간 동안 자연 분해과정과 다양한 오염물질에 노출되어 있어 그 훼손 정도가 심한 것이 일반적이다. 고대 DNA 연구에 있어서 많은 생화학적 손상과 외부 DNA의 오염을 극복하기 위해서는 보통의 분자생물학적인 방법과 기준보다 더욱더 엄격한 검증 절차에 의하여 연구가 진행되어야 하며, 연구 결과의 신뢰성을 확보하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 본 글에서는 고대 DNA의 손상과 오염물질에 의한 부정확한 염기서열결정과 오류를 보정하고 예방할 수 있는 연구 기준과 실험적 절차를 설명하고자 한다.

• 보존과학연구
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• 통권29호
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• pp.137-148
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• 2008

고고 유적지에서 출토된 뼈에서 추출한 DNA는 부식산과 풀빅산 등의 토양성분과 콜라겐 등 다양한 오염물질이 포함되어 있어 DNA의 추출 및 분석이 매우 어렵다. 본 연구에서는 phenol 추출법, silica 추출법 등 두 가지 대표적인 고대 DNA 추출법의 효율을 DNA 증폭 결과에 의하여 비교하였다. 또한 울트라급의 초음파를 시료 용해에 적용한 후 silica 추출법으로 DNA를 분리한 방법이 기존의 phenol 및 silica 추출법에 비하여 미토콘드리아 DNA와 아밀로제닌 유전자 증폭 결과가 더 우수한 것으로 나타났다.

• Animal Bioscience
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• 제35권8호
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• pp.1141-1150
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• 2022

Objective: To understand the domestication and spread of horses in history, genetic information is essential. However, mitogenetic traits of ancient or medieval horses have yet to be comprehensively revealed, especially for East Asia. This study thus set out to reveal the maternal lineage of skeletal horse remains retrieved from a 15th century archaeological site (Gongpyeongdong) at Old Seoul City in South Korea. Methods: We extracted DNA from the femur of Equus caballus (SNU-A001) from Joseon period Gongpyeongdong site. Mitochondrial (mt) DNA (HRS 15128-16116) of E. caballus was amplified by polymerase chain reaction. Cloning and sequencing were conducted for the mtDNA amplicons. The sequencing results were analyzed by NCBI/BLAST and phylogenetic tool of MEGA7 software. Results: By means of mtDNA cytochrome b and D-loop analysis, we found that the 15th century Korean horse belonged to haplogroup Q representing those horses that have historically been raised widely in East Asia. Conclusion: The horse is unique among domesticated animals for the remarkable impact it has on human civilization in terms of transportation and trade. Utilizing the Joseon-period horse remains, we can obtain clues to reveal the genetic traits of Korean horse that existed before the introduction of Western horses.

• 보존과학연구
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• 통권22호
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• pp.27-40
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• 2001

DNA typing is often used to determine identity from human remains. Recently, the molecular biological analysis of ancient deposits has become possible since methods for the recovery of DNA conserved in bones or teeth from archaeological remains have been developed. In the field of archaeology, one of the most promising approaches is to identify the individuals present in a mass burial site. We performed nuclear DNA typing and mitochondrial DNA sequencing analysis based on PCR from a Korea ancient human remain excavated from Sa-chon Nuk-island and civilian access controlline(CACL). A femur bone were collected and successfully subjected to DNA extraction, quantification, PCR amplification, and subsequently typed for several shot tandem repeat(STR)loci. 4 types of STR systems used in this study were CTT multiplex(CSF1PO, TPOX, TH01), FFv multiplex(F13A01, FESFPS, vWA), Silver STRⅢ multiplex(D16S539, D7S820, D13S317), and amelogenin for sex determination. This studies are primarily concerned with the extraction, amplification, and DNA typing of ancient human bone DNA samples. Also, it is suggestive of importance about closely relationship between both fields of archaeology and molecular biology.

• 보존과학연구
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• 통권25호
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• pp.47-74
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• 2004

We investigated the nucleotide substitution and insertion polymorphism of the hypervariable region Ⅰ and Ⅱ in mt DNA by sequencing ancient DNA from 51 ancient bones and teeth excavated at Nuk-do and Yimdang-dong in Korea. It revealed 35 sequence types from the ancient Korean. Of these, different sequences were 34 sequences. There were 19 and 38 base substitutions in HVI and HVⅡ, respectively. Some substitutions were characteristic of East Asian populations as compared with data reported on Caucacianpopulations,16051, 16150, 16172, 16223 in region I and 73, 263 in region II were noted as polymorphic sites, respectively. These were distributed evenly along the control region, though the frequency of each site was variable. Nucleotide substitution rather than insertion and deletion was the prevalent pattern of variation. Insertion of cytosine between312 and 315 in region HVⅡ were detected up to 98% in 51 ancient bone samples. This sequence data represents a phylogenetic tree using NTI DNA Suite computer program. The phylogenetic tree showed that mt DNA sequences of Nuk-do bones were relative to west Siberian and Indonesian. The usefulness of mt DNA sequencing in ancient Korean population excavated atarchaeological sites is based on biological and historical evidence for origin and migration of ancient Korean.

• 분석과학
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• 제31권2호
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• pp.65-70
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• 2018

이 연구에서는 대규모 병렬형 염기서열 분석 (massively parallel sequencing)에 적용할 샷건 라이브러리 (shotgun library)를 성공적으로 제작하기 위해 두 가지 유형의 고대 DNA (ancient DNA, aDNA) 분리 방법을 비교하였다. 헝가리 선사 시대 늑골 뼈 시료로 실리카 현탁액을 이용한 추출법과 Amicon Ultracel-15 10K 초원심 분리 장치(Millipore)를 이용한 추출법을 비교하였다. 약 150 mg의 뼛가루에서 각각의 방법으로 3 회 반복 추출한 후 이중 가닥 DNA (double stranded DNA, ds DNA)의 양을 측정하였다. 초원심분리 농축 방법은 실리카 현탁액을 사용하는 것보다 더 빠르고, 더 쉬운 공정이며 약 11 배 높은 DNA 회수율을 나타냈다. 또한 초원심 분리 장치로 획득한 DNA 주형은 실리카 현탁액으로 획득한 것보다 샷건 라이브러리가 훨씬 성공적으로 만들어졌다. 두 종류의 aDNA 추출 방법을 비교한 본 연구는 Amicon 장치를 사용하는 분리법이 시간의 절약, 단순한 프로세스 및 높은 효율 등의 장점을 지니고 있음을 보여주었다.

• BMB Reports
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• 제43권2호
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• pp.133-139
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• 2010

We have performed analyses using ancient DNA extracted from 25 excavated human bones, estimating around the 1st century B.C. Ancient human bones were obtained from Nukdo Island, which is located off of the Korean peninsula of East Asia. We made concerted efforts to extract ancient DNA of high quality and to obtain reproducible PCR products, as this was a primary consideration for this extensive kind of undertaking. We performed PCR amplifications for several regions of the mitochondrial DNA, and could determine mitochondrial haplogroups for 21 ancient DNA samples. Genetic information from mitochondrial DNA belonged to super-haplogroup M, haplogroup D or its sub-haplogroups (D4 or D4b), which are distinctively found in East Asians, including Koreans or Japanese. The dendrogram and principal component analysis based on haplogroup frequencies revealed that the Nukdo population was close to those of the East Asians and clearly distinguished from populations shown in the other regions. Considering that Nukdo is geologically isolated in the southern part of the Korean peninsula and is a site of commercial importance with neighboring countries, these results may reflect genetic continuity for the habitation and migration of ethnic groups who had lived in a particular area in the past. Therefore, we suggest that phylogenetic analyses of ancient DNA have significant advantages for clarifying the origins and migrations of ethnic groups, or human races.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.409-416
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• 2014

유적지에서 발굴되는 조선시대 인골은 보존 상태가 대부분 양호하여 형질인류학, 유전학, 그리고 화학적 연구를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 김포 장기동 유적지에서 발굴된 조선시대 인골 6개체에 대한 DNA 분석을 통하여 미토콘드리아 DNA 변이형을 결정하였으며, 성별 분석결과를 토대로 남성 피장자의 Y 하플로그룹을 동정하였다. 유전자 분석에 앞서 보존상태가 양호한 것으로 판단되는 인골 6구를 대상으로 조직학 지수를 판별하였다. 미토콘드리아 DNA 변이형은 아시아인에서 높은 빈도로 나타나는 G, R11, M7, A5 등의 하플로그룹이 확인되었다. 인골의 성별을 확인하기 위하여 아밀로제닌 유전자 분석을 수행한 결과, 6구의 인골에서 여성 4구와 남성 2구의 성별을 확인할 수 있었다. 남성으로 판명된 인골에 Y 염색체 단일염기다형성 분석을 적용해본 결과, 하플로그룹 O로 확인되었다. 향후 출토 인골의 광범위한 분석을 위하여 인골을 선별한 경우에는 본 연구에서 제시한 조직학 지수를 적용하고, 미토콘드리아 DNA와 핵 DNA의 다양한 분석을 병행하여 출토 인골간의 유연관계를 규명하는 것이 필요하다.

• 농업과학연구
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• 제48권4호
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• pp.927-933
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• 2021

People have lived with and used animals for various purposes since the Paleolithic age. Therefore, animal bone research is interesting because it can infer the status of use, determine species, and ascertain the uses of animals that lived at the time. An analysis of ancient DNA was attempted to identify the species of ancient animal bones excavated from an archaeological site. Twelve animal bones from the Geumgwan Gaya period, excavated in Bonghwang-dong, Gimhae, were used in this study. After extracting DNA from the sample, polymerase chain reaction (PCR) gene amplification was performed. Species-specific primers of livestock groups such as pig, cattle, and deer were selected and used. This livestock group was a major source of protein for people who lived on the Korean Peninsula at that time. As a result, 11 sample species were identified. This study is contributes to the restoration of past life information by applying biological technologies to archaeological sites. It is also expected that such analyses of biological remains will ultimately be used to restore historical and cultural information.