유전 및 육종 소의 경제형질 관련 후보 유전자 및 Microarray 연구현황 = Breeding and Genetics Current Research Status for Economically Important Candidate Genes and Microarray Studies in Cattle

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• 3 Pennisi, "최근 연구결과에 의하면 사람을 포함한 대부분의 가축은 한 개의 세포에 약 30 000개의 유전자를 포함하고 있다고 알려져 있다 이들 유전자는 모든 세포에서 한꺼번에 발현되는 것이 아니라 세포의 환경과 발달 단계 등에 따라 유전자의 발현이 조절되므로 이 변화가 누적되어 서로 다른 기능적 세포가 나타나게 되고 이런 세포들이 모여 개체를 이루게 된다 따라서 어떠한 자극에 의한 유전자의 발현은 특정 단백질에만 국한 되는 것이 아니라 다양한 단백질들의 특성이 전체적으로 조화되어 결정된다고 추측할 수 있다 분자생물학의 전통적 방법으로는 one gene in one experiment 기초로 연구되어져 유전자 발현의 변화는 northern blot suppression substractive hybridization 및 differential display PCR Konietzko와 Kuhl 등에 의해 한 번의 실험에 한 개의 유전자 변화만을 확인할 수 있었다 이러한 실험적 한계를 극복하기 위해서 serial analysis of gene expressio" 000-40, 200319931998
• 4 하지만, "초기 실험에서는 소의 microarray의 유전자 ontology가 확립되지 않았기 때문에 사람의 micro- 또는 macromicroarry를 이용하여 소에서의 발현차이를 확인하는 실험들을 실시하였고 최근에는 자체 제작된 bovine cDNA microarray의 문제점들을 보완하기 위해서 종간의 hybridization의 실험이 실행되어 지고 있다 Dalbies-Tran와 Mermillod" Carinci 등 ni (ni): 20022003200320032004200520052005
• 5 peripheral blood mononuclear cells, "처음으로 Michigan State University의 Center for Animal Functional Geomics 에서 소의 전체 백혈구 cDNA library를 제작하였고 이 표준화된 라이브러리 에서 유래된 expressed sequence tags 를 이용하여 소의 면역학을 연구하기 위한 BOTL cDNA microarray가 제작되었다 이 microarray는 EST와 면역반응기능을 가진 것으로 알려진 유전자들을 첨가하여 더 새로운 microarray를 계속해서 만들어지고 있다 이 BOTL cDNA microarray는 소가 바이러스 감염의 유무에 따라 말초혈액 단핵세포 또는 혈액 호중구 를 비교하여 소의 백혈구에서 바이러스 감염에 따른 유전자 발현의 차이를 효과적으로 연구하기 위해서 사용되고 이 실험들을 통하여 많은 논문이 보고되었다" (rmalized library) : 200120012001
• 6 "일본의 National Institute of Agrobiological Sciences 에서는 일본의 화우의 자궁으로부터 태반 cDNA library를 만들고 이를 표준화한 EST를 이용하여 utero-placenta cDNA mi- croarray를 제작하였고 이 microarray를 이용하여 핵이식한 소에서 착상과 태반의 발달에서 유전자 발현을 조사하여 보고하였다 그리고 임신과 임신 유지를 위한 유전자의 발현 착상전의 시기 동안의 유전자 발현 및 영양막 에 특이적으로 발현하는 유전자의 윤곽을 알고자 이 microarray가 이용되었다" 2002200320042005
• 7 com/, "이후 여러 곳에서 소의 cDNA microarray가 제작되었다 미국 일리노이 대학교에서는 소의 비장과 태반에서 cDNA library들을 만들고 이들 표준화된 library에서 유래된 EST를 이용하여 CattleArray 3800TM gene chips을 만들었고 이 microarry를 이용하여 태아와 성체의 비장 뇌 및 태반 유전자 발현을 비교하는 실험 과 interleukin -2와 ConA에 의해 자극을 받은 말초 γ/δ T 세포에서 유전자 발현을 비교한 결과가 보고되었다 이 microarray을 새롭게 하여 CattleArray 7600TM gene chips를 만들어 현재 Pyxis Genomics사 에서 판매하고 있다" pyxisge (pyxisge): 200220052005
• 8 "이외에도 National Bovine Functional Genomics Consortium's 에 의해 얻어진 여러 종류의 다른 조직 유래 EST들을 이용한 cDNA microarray은 18 263개의 clone을 포함하고 이 microarray는 통합된 기능 유전체학의 재료 미국 미시간 주립대학의 경우 유선의 유전자 발현을 조사하기 위한 소의 유선 와 초기 배 발달과 난포 발달에 중요한 유전자를 확인하기 위한 난모세포 cDNA micorarray를 제작하였다 캐나다의 Guelph University에서는 면역－신경내분비축 의 활성이나 면역반응동안 발현되는 것으로 알려진 167개의 유전자를 선택하여 이 유전자들을 PCR로 유전자를 증폭하고 이를 이용한 면역－내분비" bovine mammary gland 2003b2003a2004
• 9 Southern, "에 의해서 complex population의 DNA 단편에서 특이적 염기서열을 검출할 수 있는 실험이 보고되어 현재까지 이용되고 있다 이외에도 Grunstein와 Hogness 는 수많은 박테리아 콜로니들에서 외래유전자의 특이적 염기서열을 가진 콜로니를 선발하는데 이용하였다 microarray 분석방법 역시 DNA-DNA의 hybridization의 기본 원리를 이용하여 수행되어지고 있다" 19751975
• 10 "양적 형질좌위지도 작성을 위해서는 우선 resource population이 조성되어야 하고 이 집단에 속한 개체들의 표현형 성적이 측정되어야 한다 또한 측정치와 marker와의 연관관계에 기초하여 양적 형질좌위가 결정되어진다 따라서 resource population의 조성은 양적 형질좌위지도에 있어서 매우 중요한 부분을 차지하고 있다 육우의 resource population은 현재 세계적으로 3개 연구 그룹에 의해 만들어져 있는데 호주의 CSIRO group은 Charolais × Brahman F1 bulls의 half- sib family 미국의 Texas A&M group은 Angus × Brahman F2 와 double reciprocal backcross로 full-sib families 에서는 몇 가지 mapping populations를 만들었는데 single Bos taurus × Bos indicus F1 bull을 Bos taurus 암컷과 교배한 halfsib" 19981998
• 11 "소의 microarray 연구는 최근 5년 전부터 다양한 microarray을 이용하여 보고되기 시작하였고 최근까지 이용되고 있는 소의 cDNA microarray들은 다양한 조직을 이용하여 유전자의 발현을 분석하기 위해 만들어졌는데 이 cDNA microarray와 이를 이용한 실험들을 살펴보면 다음과 같다"
• 12 birth weight, "소에서 미세지도작성은 현재까지 주로 성장 등지방 두께 및 유량과 관련된 형질의 양적 형질 부위에서 연구되어지고 있다 average daily gain on feed 과 관련된 염색체 BTA5의 양적 형질좌위가 미세지도로 작성되었고 이를 더 세밀하게 미세지도로 작성하여 이유 후 일당증체량 과 일당증체량 이 myogenic factor 5 유전자에 의해 차이가 나타나는 것을 확인하였다 최근에는 Kneeland 등 에 의해 성장과 관련이 있다고 알려진 염색체 BTA2 21 및 23의 양적 형질좌위가 미세지도로 작성되어졌다" 200220042004
• 13 하지만, "사람과 쥐에서는 oligomicroarray가 연구에 많이 이용되고 있으나 소에서는 cDNA microarry에 비해 oligomicroarray을 이용한 연구 보고는 많지 않다 현재 소의 oligomicroarray 는 affymetrix사에 의해 만들어져 시판되고 있는 GeneChip 가 대표적이다 이 microarray는 Bovine UniGene Build 57과 GeneBank 000 transcript들과 19 000 UniGene Cluster들을 포함하고 있다 2004년에 시판이 되기 시작해서 현재까지 이 micorarray를 이용한 보고는 없는 상태이다 최근 2006년에는 10 000여 개의 SNP들을 포함하고 있는 GeneChip Bovine Mapping 10K SNP Kit가 판매되기 시작하였다 이 microarray는 bovine genome project에서 사용된 4개의 breed" bovine ge (bovine ge):
• 14 WHITE, "등지방두께는 육질과 관련이 있는 양적 형질좌위로 염색체 BTA2 21 및 23에서 미세지도로 작성되었고 BTA6과 14에서는 유량 관련 양적 형질좌위가 미세지도로 작성이 되어져 이를 통해 염색체 BTA6에서 osteopontin 과 ATP- binding cassette 유전자가 유량과 관련된 위치 후보유전자로 확인되었다" 1-2, 2003200419992002200420052005
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• 24 "genome scan에 의하여 밝혀진 유효한 양적형질좌위는 보통 20-30 cM의 간격을 가지는데 이 염색체 부위에는 수 없이 많은 유전자가 존재하게 된다 따라서 이 부위의 해상도를 향상시키기 위해 여러 방법이 이용되고 있다 우선 이 부위에 microsatellite markers의 수를 늘려 2-3 cM 간격의 미세지도 을 작성하고 양적 형질좌위가 줄어들었을 경우 BAC contig를 만들거나 유전자 기능에 기초한 위치후보유전자를 찾아나가는 방법을 주로 이용하고 있다" fine mapping
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