Comet 분석은 세포로부터 핵 DNA를 온전한 상태로 해리하여 전기영동을 실시하여 DNA 손상정도를 측정하는 방법이다. 단세포전기영동법이라고도 하며 의학, 오염피해 측정 등 다양한 분야에 이용되고 있다. 관련된 실험결과에 따르면 SOD의 효소활성이 높은 고구마세포와 활성이 낮은 인동세포 모두 paraquat에 의해 심각한 피해를 받는다.
<h2>핵 DNA 손상정도</h2><p>Comet 분석은 세포로부터 핵 DNA를 온전한 상태로 해리하여 전기영동을 실시하여 DNA 손상정도를 측정하는 방법으로 단세포전기영동법(single cell gel electrophoresis) 이라고 한다. DNA가 손상되지 않은 핵의 모양은 전기영동 후에도 원형을 유지하나 핵 DNA가 손상된 경우는 잘려진 DNA 단편들이 전기영동에 의해 이동되므로 핵의 모양이 긴꼬리를 가진 혜성의 모양을 가진다고 comet 분석이라 한다. DNA의 손상정도는 혜성처럼 관찰되는 핵의 머리부분(head, H)의 길이와 꼬리부분(tail, T)의 길이를 측정하여 \( \mathrm{T} / \mathrm{H} \) 비율로 나타낸다. 본 실험에서는 \( 50 \mathrm{mg} /\mathrm{l} \)의 paraquat을 배양세포에 처리한 후 \( \mathrm{T} / \mathrm{H} \)비율을 구하고 머리 부분에 남아있는 DNA함량(\(\%\) head DNA)을 조사하였다. Paraquat을 6시간 처리한 직후의 \( \mathrm{T} / \mathrm{H} \) 비율을 보면, 고구마와 인동이 각각 5.3과 6.4로 무처리 세포가 각각인 것에 비해 꼬리의 비율이 현저히 증가하였다. 한편, 핵의 머리부분에 남아있는 head-DNA의 량은 무처리 세포의 고구마 및 인동이 \( 84.5 \% \) 및 \( 80.5 \% \) 인 반면, paraquat을 처리한 것은 각각 \( 53.5 \% \) 및 \( 50.1 \% \) 로 현저히 줄어들었다. 이 결과는 고구마와 인동이 paraquat 처리에 의해 핵 DNA에 심한 손상을 받았다는 것을 의미한다. Paraquat \( 50 \mathrm{mg} / \mathrm{l} \)를 6시간 동안 처리한 직후에는 헥의 DNA 손상정도가 고구마와 인동세포 간에 큰 차이가 없었으나, paraquat 처리 후 세포를 paraquat이 없는 배지에 옮겨 5일간 배양한 경우에는 고구마와 인동세포 간에 뚜렷한 차이를 보였다. 5 일 후의 \( \mathrm{T} / \mathrm{H} \) 비율은 고구마가 2.8로 처리 직후(5.3)에 비해 다시 고리의 길이가 짧아졌고, head-DNA 량도 \( 70.2 \% \)로 상당 부분이 회복된 것을 알 수 있었다. 그러나 인동은 5일 후에 \( \mathrm{T} / \mathrm{H} \) 비율이 4.3, head-DNA 함량이 \( 63.5 \% \)로 고구마보다 DNA의 회복정도가 낮게 나타났다.</p><p>Comet 분석은 주로 핵 DNA의 손상과 회복정도를 측정하는 중요한 방법으로 유전독성학, 의학, 오염피해 측정, 식품의 방사선 조사여부 측정 등 다양한 분야에 이용되고 있다. Comet 분석결과 paraquat의 처리에 의해 나타난 고구마와 인동세포간 DNA 회복정도의 차이는 이들 식물의 항산화능과 관계가 있을 것으로 추정된다. 산화적 스트레스는 생물체의 핵 DNA에 심각한 손상을 초래하는데 식물체는 항산화능을 높임으로써 생물이 산화적 스트레스로부터 받는 핵 DNA의 손상으로부터 보호하거나 손상된 DNA의 수선 및 회복을 촉진한다고 한다.</p><p>이상의 실험 결과를 종합해 보면 SOD의 효소활성이 높은 고구마세포와 활성이 낮은 인동세포가 모두 paraquat에 의해 심각한 피해를 받는 것으로 나타났다. 그러나 SOD 활성이 높은 고구마세포는 paraquat 처리에 대한 세포활력의 감소정도나 전해물질의 누출정도가 인동세포에 비해 낮으며, 손상된 핵 DNA를 회복하는데도 효과적이었다. 종합적으로 SOD 활성이 높았던 고구마세포가 인동세포에 비해 paraquat에 대한 내성이 높은 것으로 나타났다. 이 결과는 이 후 식물의 항산화능과 관련하여 환경내성 기작을 연구하고 산화적 스트레스에 대한 저항성 자원을 탐색하는데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.</p>