동물 분자유전

목차

I. 형질전환 가축(Transgenic Animal)
1. 유전자 전이 방법의 발전
2. 유전자 전이를 이용한 생산형질의 개량
3. 질병저항성 형질전환 동물 및 animal bioreactor

II. 형질전환 가금(Transgenic Poultry)
1. 원시생식세포(Primordial germ cell)를 Vector로 이용한 형질전환 닭 생산
2. 배반엽세포를 이용한 생식선 카이메라 닭 생산
3. Retroviral vector 를 사용한 형질전환 닭 생산
4. In Vitro 배양 수정란을 이용한 형질전환 닭 생산
5. 앞으로의 전망

III. DNA 다형현상의 이용
1. 제한효소절편다형(RFLP, Restriction Fragment Length Polymorphism)
2. 단일가닥입체다형(SSCP, Single Strand Conformation Polymorphisms)
3. 임의증폭다형(RAPD, Random Amplified Polymorphic DNAs)
4. 초위성체에 의한 다형 관찰법 (SSLP, Simple Sequence Length Polymorphism, or microsatellite typing)

IV. 가축의 유전자 지도 작성
1. 소의 유전자 지도
2. 돼지의 유전자 지도
3. 닭의 유전자지도

V. 결론

본문내용

함하고 있으며 표지인자간의 간격이 5.5cM정도이다. 유럽의 PiGMap의 경우는 현재 239개의 표지인자가 포함되어 있으며 이들 중 61개는 type I 표지인자들로 구성되어 있다(Archibald등, 1995). 이러한 유전자지도는 128개의 표지인자가 추가되었으며(Ellegren등, 1994) 계속된 표지인자개발에 따라 그 수가 증가하고 있다.
돼지의 염색체는 관찰 분리하기가 용이하기 때문에 물리적 지도작성이 신속하게 진행되어 1990년에 16개의 표지인자가 최근에는 154개로 증가하였다(Yerle등, 1995). 또한 각 염색체에 대한 flow cytometry분리 조건이 설정되었고 염색체 1,6,13번에 대한 특이 library가 이미 작성되었다(Yerle등, 1993).
3. 닭의 유전자지도
닭은 1991년 부터 미국과 유럽을 중심으로 여러 과학자들이 유전자지도 작성을 위해 공동연구를 수행하고 있으며 영국과 미국에 각각 기준 퇴교배 집단이 조성되어 있으며 그 이외의 여러 형질을 대상으로 하는 교배집단이 존재한다. 유전적 연관지도의 작성은 이러한 기준집단에 대해 작성되고 있으며 연관군에 속한 표지인자는 in situ hybridization에 의해 해당 염색체에 위치하는 것이 결정되었다. 이들 국제공동연구팀은 미 농무성(USDA)의 ADOL(Avian Disease and Oncology Laboratory)와 Michigan State University를 중심으로 한 NAGRP(National Animal Genome Research Program) Poultry Committee Meeting에 영국의 University of Leicester, IAPGR(Institute of Animal Physiology and Genetics Research), 네덜란드의 University of Wageningen 그리고 이스라엘의 Hebrew University 등이 참여하여 DNA marker에 대한 정보와 DNA 등을 상호 교환하는 등 활발한 작업이 진행중이다. Genetic linkage map을 작성하기 위해 Bumstead와 Palyga (1992)는 살모넬라증(Salmonellosis)에 저항성과 감수성을 다르게 나타내는 두 백색산란계(White Leghorn) 계통을 교배하여 퇴교배 계군을 조성하였고, 미국의 Crittenden 등(1993)과 Levin 등(1993)은 White Leghorn과 Red Jungle Fowl을 교배하여 400마리의 backcross 계군을 조성하여, 278개의 polymorphic marker를 확인하였고 이 들은 35개의 linkage group으로 분류하였으며 1, 2, 4, 5, 17, Z염색체에 대해서 mapping되었다.
두 기초축군에 대한 microsatellite 표지인자가 개발되었으며 미농무성과 영국의 축군에 대해서는 각각 282개와 247개의 표지인자좌위가 결정되었다(Burt 등, 1995). 최근에는 600여개의 표지인자로 그 수가 증가하였고 70여개의 기능을 갖는 유전자도 포함되었다(1996년 6월, Cheng, 1997)
그러나 닭의 염색체는 39쌍이나 되고 30개의 미세염색체(microchromosome)를 포함하고 있기 때문에 물리적 지도작성의 속도가 다른 가축에 비하여 느리다. 따라서 국제적으로 핵형에 대한 표준화가 진행되고 있으며 macrochromosome에 대한 표준화는 이미 진행되었으나 microchromosome에 대한 표준화가 어려운 실정이다. 사람과 닭의 비교 유전자지도의 현황은 다른 포유 가축에 비해 미진하나 최근의 연구결과에 의하면 사람과 닭의 MYB, FYN, ESR유전자가 각각 6번과 3번의 염색체 상에 위치함이 예상되고 있으므로 닭에 있어서도 포유동물과의 비교유전자지도 작성방법이 가능할 것으로 기대되고 있다(Burt 등, 1995).
V. 결론
분자유전학의 발달과 생명현상에 대한 폭넓은 이해를 바탕으로 한 인위적인 유전자조작과 관리에 의한 유용한 동물생산과 이용은 미래 동물산업의 밝은 전망을 예고하고 있다. 가축 및 가금을 대상으로 한 형질전환 기술의 개발과 적용은 지금까지의 이종간 불가능한 유전자 전이가 가능하게 되어 새로운 동물 생산이 가능해 질 것이며 의학연구와 기초 생물학적 연구를 위한 실험동물 생산, 유용한 새로운 유용물질의 생산 등 인류의 목적에 맞는 디자인된 동물을 얻을 수 있게 될 것이다. 형질전환 동물에 관한 연구는 여러가지 방법으로 시도되고 있으며, 성장에 관련된 유전자, 특정 질병에 저항성을 가지는 유전자, 면역 유전자, 대사과정에 관련된 효소 유전자 등 광범위한 유전자를 대상으로 형질전환 동물이 생산되고있다.
그리고 산업적으로 유용한 특정단백질을 생산할 수 있는 유전자들을 효율적으로 이용할 경우 새로운 특성을 갖는 유용 단백질 산물을 생산할 수 있게 되어 생물반응기로써의 가축의 이용성이 크게 대두될 것이다. 또한 인위적인 성장조절이나 산업적으로 우수한 집단을 창출해 낼 수 있게 되어 가축의 개량산업에 미치는 효과는 지대하게 될 것이다.
또한 DNA 표지인자 개발을 위한 DNA 다형 관찰 기법도 계속해서 개발되고 있으며 이러한 기법을 이용한 유전자 지도 작성도 지속적으로 진행되고 있다. 현재까지는 실제 가축 육종집단에 대한 실용적인 기술적용이 부분적으로 진행되고 있지만 수년 내에 DNA 표지인자와 경제형질 관련 유전자의 개발과 이용, 발달된 유전자 지도를 이용한 유용 유전자 개발이 가속화 될 것이다.
결론적으로 이러한 유전공학적 방법들의 효과적인 이용은 가축의 번식장벽을 극복함으로써 다른 품종간의 유용한 유전자의 흐름을 가능하게 하고, 새로운 가축 종을 개발하고, 인류의 의도에 따른 동물생산과 유용 산물의 생산이 가능하게 될 뿐 아니라 가축 개량을 위한 신종 동물도 생산될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 또한 종축개량에서 세대간격을 단축할 수 있으며, 선발을 효과적으로 할 수 있게 하고, 또한 특정한 유전적 질병에 저항성을 가지는 계통을 육성하는데 큰 기여를 할 것이며 미래의 축산업의 효율을 극대화 시키기 위한 방향임에 틀림없다.

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