DNA methylation은 조직배양에서 관찰되는 체세포 변이의 원인 중 하나로 제시되었다. Bern-acchia 등 (1998)은 관찰을 근거로 DNA methylation이 체세포 배발생 단계의 형태 형성과 증식에 필수적이라고 주장하였다. 한 실험에서는 organogenic line에서 dedifferentiated line으로 발달하면서 methylcytosine의 비율이 높아지는 것과, 5-azaC을 처리했을 때 발달 형태가 달라지는 것을 관찰하였다. 식물체 재분화는 탈분화 및 분화 과정을 통해서 이루어지며, 이 기간동안 DNA methylation이 세포증식 및 형태 형성에 중요한 역할을 한다고 밝혀졌다. 본 연구는 캘러스 형성과 식물체 재분화 단계에서의 5-azaC의 영향을 밝히고 그에 따른 유전자 발현 양상을 분석하였다.
<p>조직배양에서 관찰되는 체세포 변이 (somaclonal variation)는 많이 알려져 있는 현상으로 DNA methylation이 이러한 변이의 한 원인으로 제시되었다 (Kaeppler et al. 2000). 식물에서 가장 잘 알려진 세포 분화 시스템은 당근의 체세포 배발생으로 이 과정 동안에 일어나는 DNA methylation 변화는 그동안 많이 연구되어져 왔다. 배지에 첨가되는 식물 생장 호르몬인 2,4-D, NAA, IAA 같은 호르몬의 농도가 높아짐에 따라 당근세포에서 관찰되는 DNA methylation 양도 증가한다고 알려져 있다. 더구나 DNA methylation 수준은 세포 분화 초기단계가 후반기 단계에서보다 더 낮은 것으로 나타났다 (Lo Schiavo et al. 1989; Munksgaard et al. 1995). Bern-acchia 등 (1998)은 증식이 활발한 현탁배양 세포, shoot, root 와 엽원기에서 DNA methyltransferase Met1-5와 Met2-21의 발현이 많은 것을 관찰하였으며 이로 DNA methylation이 체세포 배발생 동안에 형태 형성과 증식에 필수적이라고 제시하였다. Chakrabarty 등 (2003)은 시베리안 인삼의 체세포 배발생 동안에 cytosine methylation의 정도와 양상을 본 결과 배상체 캘러스에서 전체적인 DNA methylation 비율이 상당히 낮았다고 보고하였다. 장미를 재료로하여 여러 가지 조직배양에 의하여 재분화된 장미, 미분화된 캘러스 조직, 배상체 캘러스, 기관분화 캘러스 등을 대상으로 AFLP 방법을 사용하여 DNA methylation 양상을 조사한 결과 methylation의 변화는 체세포 배발생 (somatic embryogenesis)과 기관분화 (organogenesis) 사이에 상당한 차이가 있었다 (Xu et al. 2004). 호박에서 체세포 배발생 시 배지에 첨가되는 질소원과 옥신 같은 조성물질이 초기 배 발생에 영향을 주었으며 높은 수준의 DNA methylation을 유기하였다고 하였다 (Leljak-Levanic et al. 2004). 사탕수수에서도 같은 식물체로부터 유기되어 다른 발달형태의 단계를 나타내는 3 개의 사탕수수 cell line에 대해서 DNA methylation 수준의 변화를 조사하여 본 결과 methylcytosine 수준은 organogenic line에서 \( 18.3 \pm \)\( 0.6 \% \) 에서부터 dedifferentiated line에서 \( 28.8 \pm 0.5 \% \) 까지 다양하게 분포되었다. 즉 organogenic line에서부터 형태적 특징이 없어지는 dedifferentiated line으로 가면서 methylcytosine의 비율이 증가하는 것으로 나타났으며 methylation 수준을 조절하는 5-azaC (5-azacytidine) 등의 물질 처리 시에는 발달 형태 등이 달라지는 것을 관찰하였다 (Causevic et al. 2005). Yamamoto 등 (2005)은 당근의 표피세포로부터 직접적으로 유도되는 체세포 배발생 시스템을 사용해서 세포분화 상태 의 변화 (체세포로부터 배상체 세포) 단계에서 DNA methy-lation의 역할을 조사하였다. DNA methylation 억제제인 5-azaC는 당근의 표피세포로부터의 배상체 세포 형성을 억제하였으며 배의 형태 형성 동안에 당근의 LECl (leafycotyledon</p> <p>는 당근의 표피세포로부터의 배상체 세포 형성을 억제하였으며 배의 형태 형성 동안에 당근의 LECl (leafycotyledon 1)-like embryonic gene인 DcLECl 유전자 발현을 억제하였다.이러한 결과 당근에서 체세포 세포가 배상체 세포로 되는 과정에는 DNA methylation이 중요한 역할을 한다.고 하였다.</p> <p>식물 조직배양으로부터 식물체 재분화는 조직으로부터의 탈분화 (dedifferentiation)와 분화 (differentiation) 과정을 통해서 이루어지는데 이 과정동안에 DNA methylation이 세포증식 및 형태 형성에 중요한 역할을 하는 것요로 나타났다.본 연구는 벼 종자로부터 캘러스 형성 및 식물체 재분화 단계에서 demethylation 물질인 5-azacytidine을 각 단계별로 처리하여 methylation이 배상체 캘러스 형성 및 형태 형성에 미치는 영향을 알아보고 그에 따른 유전자 발현 양상을 분석하는 것을 목표로 하였다.</p>