초록 |
많은 우량의 어류 양식 품종은 저온 혹은 고온에 견디지 못하는 특성을 갖고 있다. 이는 수산양식업에 많은 한계와 어려움을 초래한다. 배아와 자어 시기의 내한 및 내열 능력은 성어보다 못하기 때문에, 자어를 기르는 과정에서 온도 변화의 영향을 쉽게 받는다. 그동안 유전자칩(Microarray) 기술을 이용하여 온도 자극(Temperature stress)이 어류 성어 유전자 발현에 미치는 영향에 관한 연구는 있었으나, 온도 자극이 자어의 유전자 전사 발현에 미치는 영향에 관한 연구는 없었다. 본 논문에서는 제브라피시를 수정한 후 96 시간 뒤에 부화한 자어를 실험대상으로, 저온(16℃)과 고온(34℃) 환경에서 각각 12시간, 24시간 처리한 후, 유전자칩 기술을 이용하여 온도 자극이 유전자 발현(Gene expression)에 미치는 영향을 측정하였다. 28℃ 환경에서 배양한 그룹에 비해, 저온 및 고온 처리 후의 그룹은 총 3,633개의 차등 유전자 발현이 발생하였다. 그중 저온 처리 후의 차등 유전자 발현수는 고온 처리 후보다 많았으며, 저온 억제 유전자수는 유도 발현 유전자수보다 많았다. 생물정보학 분석 결과, 저온 유도 유전자는 RNA가공 및 리보솜 형성 등 생물학적 과정에 참여하며, 고온 유도 유전자는 주로 스트레스 반응 및 미접힘 단백질(unfolded protein) 결합에 참여하는 것으로 나타났다. 저온 억제 유전자는 주로 단백질 가수분해, 시각 감지 및 철이온 결합 등 생물학적 기능에 참여하며, 고온 억제 유전자는 DNA 복제, 신경계통 과정 및 스테로이드 호르몬 생합성 등 생물학적 기능에 참여한다. 본 논문에서는 이미 발표한 온도자극 반응 유전자 외에 대량의 발표되지 않은 온도 자극 관련 유전자를 연구하고 감정하였다. 즉 RNA 가공에 참여하는 rnmtl1a과 pus3 유전자, 전사 조절에 참여하는 twistnb와 aebp2 유전자 등이다. 연구 결과는 어류 냉열 적응 분자 메커니즘과 내한 및 내열 양식의 신품종 배양에 대한 이론적 기초를 마련하였다. |