유전자의 발현양상을 대량으로 분석 가능하게 하여 기존 종래의 단일 유전자 발현 분석에 비하여 매우 빠른 속도로 분석을 가능하게는 Microarray (또는 DNA chip) 21세기 환경 친화적 신형질 벼의 개발을 위한 관련 유전자 분석 등에 크게 이용될 것이며, 유전자의 전반적인 발현 조절기작 및 주요 농업형질 관련 유전자 기능분석 연구에도 크게 이용될 수 있다.
<p>Microarray (또는 DNA chip)는 유전자의 발현양상을 대량으로 분석 가능하게 하여 기존 종래의 단일 유전자 발현 분석에 비하여 매우 빠른 속도로 분석을 가능하게 하였다. 벼 발현유전자 정보분석의 경우 일본 농업생물자 원연구소에서는 벼 염색체 염기서열정보를 기초로 발현 유전자영역을 분석하는 프로그램(RAPD)을 이용하여 32,745 개의 발현정보를 분석하여 IRGSP Build4를 통하여 발현정보를 제공하고 있고, 미국의 경우 미시간대학 벼 게놈 annotation 프로젝트를 통하여 56,797개의 발현유전자 정보를 제공하고 있다. 초기에는 베이징 게놈연구소의 발현정보를 이용한 60K microarray (GreenGene Biotech)가 제작 상용화되어 대량유전자 발현분석 등 기능유전체 연구를 위한 도구로 사용되어 왔으나, 현재 벼 발현유전자 정보를 이용하여 44K microarray (Agilent), 45K microarray (NSF), 135K microarray (GreenGene Biotech), 300K microarray (GreenGene Biotech), GeneChip array (Affymetrix) 등이 제작되어 활용되고 있다.</p> <p>벼의 주요 농업형질관련 유전자 발현 profiling 분석으로 microarray를 이용하여 유전자 발현을 조절하는 2,700여개 전사조절인자의 조직부위별 발현을 검정하고 있으며 호르몬, 내재해성, 종자발달단계 등에서의 유전자 발현을 검정하는 광범위한 실험이 수행되고 있다 (Satoh et al. 2007; Jain et al. 2009; Degenkolbe et al. 2009; Shinozaki et al. 2006; Furutani et al. 2006). 국내에서 벼 microarray를 이용한 유전자 대량발현분석 연구의 경우는 국내에서 대량으로 확보하고 있는 Ac/Ds tagging 삽입변이체 및 T-DNA tagging 삽입변이체 재료를 이용하여 유전자발현 profiling 분석과 유전자간 상호작용을 분석하고 있다 (Jung et al. 2008; Lee et al. 2009). 특히 식물의 특정 형질 유전자들은 식물의 발달과 생장, 환경스트레스 및 종자의 발달 등에 특이하게 작용할 것으로 유추되며, 이들의 발현분석에는 microarray에 의한 transcriptome profiling의 분석이 필수불가결하다 (Rensink et al. 2005). 또한 유전자 상호간 및 단백질간의 상호작용의 이해는 여러 유전자가 복합적으로 작용하는 주요 수량, 재배, 발달, 미질 관련 형질의 개선에 크게 기여할 것으로 기대되며 형질유전자들 간의 발현 network 구축은 필수적이다.</p> <p>따라서, 최근 microarray를 이용한 대량 유전자 발현분석 및 이들 정보를 활용할 수 있는 시스템의 구축과 실제 유전자 발현네트워크를 이용한 유용형질 유전자 분리 연구에 많은 관심이 고조되고 있으며, 벼의 주요 농업형질의 개선연구에 이용하고 있다 (Shinozaki et al. 2007). 따라서 향후 개발되는 21 세기의 환경 친화적 신형질 벼의 개발을 위한 관련 유전자 분석 등에 microarray 기술이 크게 이용될 것이며, 이러한 microarray에 의한 유전자의 대량 발현분석은 유전자의 전반적인 발현 조절기작 및 주요 농업형질 관련 유전자 기능분석 연구에도 크게 이용될 수 있다.</p>