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보고서 요약서
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 연구개발과제의 개요 14
1) 연구개발의 목적 14
가. 연구개발의 최종 목표 및 성격 14
나. 연차별 연구개발의 목표 및 내용 15
2) 연구개발의 필요성 16
3) 연구개발의 범위 17
제2장 국내·외 기술개발 현황 18
1) 국내·외 관련분야 기술개발현황 18
2) 관련 연구동향 및 차별성 19
3) 기존 연구 대비 본 연구의 차별성 19
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 20
1) 이론적, 실험적 접근방법 20
가. 연구수행 추진체계 20
나. 연구수행방법 21
2) 연구수행 내용 및 연구결과 28
제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 83
1) 연구개발의 목표달성도 83
2) 관련분야에의 기여도 83
제5장 연구결과의 활용계획 85
제6장 참고문헌 86
초록보기 더보기
I. 제목
극지 저서동물의 전체 mitogenome 및 발현유전체의 대규모 분석과 극지환경 적응의 분자 기작 연구
II. 연구개발의 목적 및 필요성
다양한 환경의 변화 또는 환경오염에 따른 극지 환경 변화에 대해 극지 저서동물을 이용한 환경변화에 따른 적응기작의 분자적 이해를 증진시키고자 극지 저서동물 중 요각류의 실내 배양법을 확립하여 국내로의 도입 및 가상 극지환경조건에서 반응하는 환경 적응 기작 연구용 marker 유전자들의 발현 변화 등을 분석하고자 한다. 또한, 환경 변화에 반응하는 유전자를 포함한 환경 변화 적응용 유용 유전자 후보 100만개를 sequencing하여 이를 극지 환경 변화 적응 기작용 연구 모델로 사용하고자 한다. 아울러, 극지의 저서동물의 분자계통학적 분석을 위해 complete mitogenome을 분석하여 극지에 서식하는 저서동물을 중심으로 한 모델 종의 확립을 시도하는 것이 본 연구의 주 목적이라 할 수 있다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
○ 극지 요각류의 배양조건 조사
○ 극지 요각류의 배양조건 확립, 여러 가지 환경 조건 노출 후 fecundity, sex ratio 및 multigeneration test
○ 극지 요각류의 실내 배양 및 이를 이용한 극지 환경의 변화에 대한 생물학적 반응 기작에 대한 in vivo 실험
○ 극지의 저서동물중 요각류 및 단각류 (Apherusa glacialis, Onisimus glacialis)의 complete mitogenome의 sequencing
○ 극지 저서동물중 요각류 및 단각류의 mitogenome을 이용한 분자계통학적 접근 및 극지저서동물의 종 분화 기작의 이해
○ 극지 저서동물중 요각류의 발현유전체 100 만개 발굴
○ 극지 요각류의 극지환경 변화 적응기작 연구용 biomarker로서의 가능성있는 유전자(예시, 온도변화 유전자, 산화적 스트레스 관련 유전자, UV 관련 및 DNA repair 관련 유전자)를 골라 유전자발현 변화 조사
○ 극지 요각류의 극지환경 변화 적응기작 연구용 biomarker로서 온도변화 유전자의 5 '- 및 3' -RACE를 통해 full-length cDNA의 확보 및 재조합 단백질 발현 준비
IV. 연구개발결과
○ 극지 요각류의 배양조건을 조사하였으며, 안정적인 배양조건을 확립하였다.
○ 극지 요각류에 광도, 조도, 밀도, 염분도, 영양분의 변화 등 여러 가지 환경 조건 노출 후 fecundity, sex ratio 및 multigeneration test를 수행하였다.
○ 극지 요각류의 실내 배양 및 이를 이용한 극지 환경의 변화에 대한 생물학적 반응 기작에 대한 in vivo 실험을 수행하였다.
○ 극지의 저서동물 중 요각류 및 단각류 (Apherusa glacialis, Onisimus glacialis)의 complete mitogenome의 sequencing 및 분석을 완료하였으며, 추가적으로 다양한 극지 생물들의 전체 mitogenome을 분석하였다.
○ 극지 저서동물 중 요각류 및 단각류의 mitogenome을 이용한 분자계통학적 접근을 통하여 극지 저서동물의 종 분화 기작을 분석하였다.
○ 극지 저서동물 중 극지 요각류의 발현유전체 100 만개를 pyrosequencing을 통해 발굴하였다.
○ 극지 요각류의 극지환경 변화 적응기작 연구용 biomarker로서의 가능성이 있는 유전자를 선별하여 환경오염물질들을 처리한 후 유전자들의 발현 변화를 조사하였다.
○ 극지 요각류의 극지환경 변화 적응기작 연구용 biomarker로써 온도변화 유전자의 5 '- 및 3'-RACE를 통해 full-length cDNA를 확보하였으며, 재조합 단백질로 정제한 후 온도에 따른 세포 내 보호기작을 분석하였다.
V. 연구개발결과의 활용계획
○ 극지저서동물의 배양 조건 및 방법의 개발을 통한 이 분야의 국내 연구의 활성화가 기대된다.
○ 극지 생물들의 계통분류 및 진화연구: 평행진화 (Parallel evolution), 수렴진화 (Convergent evolution), 근연종간, 자매종간 계통분류와 함께 공동조상의 유추 및 계통 간 유연관계를 밝힐 수 있고, 집단 간 분화정도 및 진화기작에 도움을 줄 수 있다.
○ 환경 변화가 극지 저서동물에 미치는 영향의 분자환경생물학적 수준에서의 극지환경의 분자적 적응 기작 연구: 환경 변화에 의한 극지 저서동물의 발현유전체 비교연구로 이들 biomarker 유전자들을 통해 극지생물의 분자적 적응 기작을 이해할 수 있다.
○ 생명공학 연구재료 제공: 독특한 서식지별 생물체내 신물질, 기능성성분 탐색재료 및 분자생물학적 유전자원특성 정보를 제공하고, 환경 적응에 관련된 유용 유전체 및 단백질체의 생산을 위한 기반을 제공할 수 있다.
○ 극지 저서동물의 분자적응 기작의 생체지표용 유전체의 개발뿐 아니라 이를 이용한 microarray 제작, 단백질의 생산 및 항체 제작 등으로 이어가 이를 이용한 상업적인 연구도 가능하다.
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