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서성원 교수, 소 유전체 염기서열 완전 해독

  • 작성자주우영
  • 작성일2009-04-24 03:04:22
  • 조회수1662
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  세계적인 논문지인 ‘Science’에 게재

 

충남대학교 농업생명과학대학 낙농산업과학전공 서성원 교수(36)가 세계 25개국 연구자들과 공동 연구한 논문이 사이언스지에 게재됐다.

 

대표적 과학잡지인 사이언스는 4월 24일자에 ‘소 유전체 염기서열의 해독 : 반추동물의 생리와 동물 진화에 관한 새로운 창’이라는 제목의 논문을 게재했다.

 

이번 연구는 미국 ‘Baylor College of Medicine’의 총괄로 6년간 진행돼 왔으며, 25개국 300여명의 연구자들의 공동연구로 소의 유전체 염기서열을 완전 해독해 냈다. 충남대 서성원 교수는 연구의 핵심적인 부분이라 할 수 있는 소의 대사와 관련된 부분을 담당했다.

 

연구진은 이번 논문에서 9천 5백만년 전, 진화에 의해 사람과 분리된 소의 유전체는 약 22,000개의 유전자가 있으며 실험동물로서 사람 연구에 많이 상용되고 있는 쥐에 비해 사람의 유전자와 더 유사하다는 사실을 밝혀냈다.

 

소는 진화 과정에서 사람과 마찬가지로 염색체 일부분이 복제 과정을 통해 두 개로 늘어나고(segmental duplication) 그 부분이 깨어지면서 염색체가 새로이 배열하는 것이 밝혀졌으며, 또한 염색체의 구조변화를 통해 소의 특이적인 면역, 비유, 대사, 소화 능력을 갖게 되었음이 드러났다.

 

특히, 연구진은 소의 특이적인 유전자 구조와 유전자의 발현 조절에 대한 메커니즘을 연구하여 우유 내 기능성 물질 및 미생물에 대응하는 장관 면역 체계에 관한 연구의 실마리를 제공했으며, 염색체의 구조와 변화에 있어서도 소가 사람과 더 유사해, 인간 의학 연구에 있어서 실험동물로서 소가 지닌 가치가 매우 크다는 것을 밝혀냈다.

 

충남대 서성원 교수는 대사와 관련된 연구를 담당하고 소의 대사 경로를 유전자에 기초하여 재구성하여 사람, 생쥐 등 다른 포유동물의 대사경로와 비교해 포유동물의 대사와 관련된 유전자들은 서로 유사성이 매우 크며 진화의 과정 중에도 잘 보존되어 있음을 증명했다.

 

이와 함께 소에서 유전자의 손실에 따라 지방대사, 콜레스테롤대사, 독성제거, 피리미딘 대사가 사람과 달리 이루어진다는 것을 증명했다.

 

특히, 서성원 교수는 인지질대사에 관여하는 PLA2G4C 유전자의 경우 8천7백만-9천 5백만년 전에 소, 돼지, 개, 고래, 말 등이 속하는 라우라시아테리아상목(Laurasiatheria)의 계통 분화과정에서 염색체 재배열에 의해 소실되었음을 밝혀냈다.

 

지금까지 사람과 쥐의 유전체 염기서열은 알려져 있었으나 경제적 가치를 지니며 사람에 의해 사람과 함께 진화하여 온 가축을 대상으로 한 첫 번째 연구라는 점에서 의미가 깊다.

 

이번 연구결과는 인류의 중요 양식으로 사용되고 있는 소의 유전체 염기서열을 해독함으로써 영양적으로 우수한 식품의 생산뿐만 아니라 동물의 진화 연구에도 매우 중요한 열쇠가 될 것으로 예상된다.

 

서성원 교수는 서울대에서 학.석사를 마친 뒤 미국 코넬대에서 축산학박사 학위를 받았으며, 미국 일리노이주립대학교에서 박사후 연구원으로 활동해 오다 지난해 9월 충남대 교수로 임용됐다. 이번 연구 성과는 서성원 교수가 일리노이주립대에서 연구원으로 있던 시기에 시작했으며 충남대에 임용된 후 연구를 마무리하게 됐다.

 

서성원 교수는 “소의 유전체 염기서열을 완전 해독한 결과 소가 식량자원으로서의 폭넓은 활용은 물론, 계통 분류상 사람과 떨어져 있음에도 염색체의 구조 및 변화와 대사경로가 사람과 유사한 점은 쥐 등을 대신해 소가 실험동물로서의 높은 가치를 확인했다”고 말했다.




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