생명공학부 김종주 교수팀, 한우게놈해독 통해 한우 전체 유전정보 발굴 

한우 품질차별화 및 생산성 향상 원천기술정보 확보

[2010-1-28]

 FTA 체결에 따른 무한경쟁 시대에서 우리 축산업의 경쟁력을 높이기 위해 원천기술의 개발이 무엇보다 중요한 이 시기에 한우산업의 지속적 발전과 경쟁력 확보를 위한 품질차별화 및 생산성향상에 청신호가 켜졌다. 이를 위해 필요한 핵심원천기술정보가 국내 연구진에 의해 확보된 때문.

최근 영남대 김종주 교수(43, 생명공학부)는 세계 최초로 한우유전체의 염기서열을 해독함으로써 310만개에 달하는 단일염기변이(SNP)를 발굴해냈다고 밝혔다.

 이에 따르면 지난해 5월부터 농림수산식품부 기술기획평가원(원장 정승) 지원 하에 충북대 김내수, 김관석 교수, 솔젠트(주), (주)인실리코젠과 함께 수행한 산학공동연구 결과, 美국립생물정보센터(NCBI)에 등록된 소의 표준서열과 비교할 때 92%에 해당하는 한우 유전체서열을 해독해 냈다.

아울러 김 교수팀은 한우 유전체 서열 내에서 약 310만개의 단일염기변이(SNP 및 Indel)를 발굴해냈다. 이 가운데 28%는 이미 실험적으로 밝혀져 NCBI 소 단일염기변이 데이터베이스(dbSNP)에 등록된 것과 중복되지만 나머지 72%의 단일염기변이는 새롭게 밝혀진 것. 따라서 한우뿐만 아니라 다른 품종 소들의 다양한 유전적 변이를 연구하는 데도 기초 정보를 제공하게 될 것으로 기대된다.

 SNP는 인간의 경우 개인의 특성, 즉 외형 및 체질, 성품 등을 결정하는 유전정보를 담고 있을 뿐만 아니라 암, 고혈압 등 유전성 질환의 근간이 되는 유전정보를 담고 있다. 따라서 맞춤형 유전질환 치료 및 신약개발을 위해서는 SNP 연구가 핵심적이라 할 수 있다.

마찬가지로 한우의 질병 및 경제형질(번식, 성장, 고급육질) 연구, 한우의 품종판별 및 생산이력제 실시 등을 위해서는 한우 SNP에 관한 충분한 연구가 선행되어야한다. 그러나 지금까지의 관련 연구에는 몇 십 개의 소수 SNP만이 이용되었는데 그 주요 이유는 한우 유전체에 존재하는 SNP들이 매우 제한적으로 발굴되었기 때문이다.

 따라서 이번 연구는 한우유전체에 존재하는 SNP를 거의 모두 발굴해 냄으로써 한우의 유전정보비밀을 밝히는 데 크게 기여할 것으로 기대된다. 아울러 ▲한우의 번식, 성장, 육질에 관여하는 유전자를 규명하여 한우의 생산성 향상에 획기적 기여 ▲소비자들이 원하는 고급육 및 웰빙요소(불포화지방산함량, 저콜레스테롤, CLA 등)를 포함하는 쇠고기를 선발하는데 기초 유전정보 제공 ▲한우의 사료효율을 높이는 유전자를 규명해 ㅂ반추위에서 메탄가스 생성 및 분뇨 발생을 줄이는 등 기후온난화를 막고 녹색성장사업에 활용될 수 있는 한우 품종 개량 ▲광우병이나 한우의 유전질환성 질병연구에 대한 기초 유전적 정보 제공 ▲한우 쇠고기 분별의 높은 정확도를 제공하는 유전자원으로 활용 ▲한우 쇠고기의 생산이력 및 유통경로추적에 이용되는 DNA 정보자원의 증대 등이 가능해질 전망이다.

 이에 대해 김종주 교수는 “우리나라 재래종인 한우의 게놈 정보를 외국 소와 비교·분석해 한우의 우수한 유전체 소재를 발굴하기 위해서는 한우의 통합유전체 정보를 밝혀내고 이를 활용하는 방법을 개발해야하는데 이번 연구가 그 원천정보를 제공하게 될 것”이라고 의미를 부여했다.

 김 교수팀은 이번 연구결과를 바탕으로 유전체 서열의 완성도 및 정확도를 더 높이고, 단일염기변이에 대한 구체적인 특징들을 규명하는 연구를 계속할 계획이다. 연구결과는 주요 논문과 웹페이지를 통해 공개할 예정이다. 또한 이번 연구결과를 산업적으로 활용하기 위해 한우의 우수한 육질 및 맛과 연관되어 있는 SNP를 발굴해 DNA chip으로 상용화 할 계획이다.

 이번 연구에 이용된 ‘차세대 염기서열 분석방법’은 유전체 전체 서열을 무작위로 280bp 크기의 작은 조각으로 자른 후, 조각들을 임의로 선별해 시퀀싱(sequencing) 함으로써 대량의 데이터를 얻는 방법. 이를 활용해 김 교수팀은 10개체의 한우 유전체를 활용해 소 유전체 전체크기인 3x109bp개

정도 되는 유전체 서열의 17배에 해당되는 DNA 단편조각들을 시퀀싱하고, 이를 NCBI에 등록된 소의 표준 서열에 정렬시켜(assembly) 한우 유전체 서열을 분석했다.