벼 \( 60 \mathrm{K} \) 올리고머 microarray를 효율적으로 사용하면 벼 유전자의 발현을 유전체 수준에서 분석이 가능하다. 벼의 재분화 callus, callus, 잎, 뿌리, 출수기, 꽃, 발아종자 등의 조직들로부터 total RNA를 분리하여 그 발현 양상을 보면 어느 특정 발달 단계나 조직에서 필수적으로 발현하는 유전자들을 알아낼 수 있다. 뿌리에서 발현 하는 특이 유전자의 개수는 90개로 가장 적은 수의 특이 발현 유전자가 있었다. 이 결과는 뿌리에서 발현하는 유전자의 대부분이 다른 조직에서도 발현하고 있다는것을 나타내며 조직특이발현 유전자 profiling 분석을 위해 GeneChip array, qRT-PCR, cDNA microarray 등이 효율적으로 사용되어 질 수 있음을 나타냈다.
<h1>벼 microarray를 이용한 유전자발현 profiling 분석</h1> <h2>벼 조직별 발현유전자 profile 분석</h2> <p>벼 \( 60 \mathrm{K} \) 올리고머 microarray를 효과적으로 이용하면 벼유전자의 발현을 유전체 수준에서 분석할 수 있다. 벼의 callus, 재분화 callus, 발아종자, 잎, 뿌리, 출수기, 꽃 등의 조직들로부터 total RNA를 분리하여 그 발현 양상을 살펴보면 어느 특정 조직이나 발달 단계에서 필수적으로 발현하는 유전자들을 알아 낼 수 있다. 조직발현분석을 위하여 미분화조직인 callus mRNA를 Cy3로 labelling 하고 목표하는 조직으로부터 얻은 mRNA는 Cy5로 labelling 하여, callus를 대조군으로 하는 상대적인 조직 특이 발현유전자의 발현을 분석한 결과 6개의 실험 세트 중에서 1.6배 이상 발현되거나 감소된 특이성을 보이는 유전자들만을 선별하여 hierarchical clustering 분석을 실시하였다. 이들 유전자들을 미분화조직인 callus와 비교하여 보았을 때 발아종자에서 발현이 많은 것이 1,597개, 뿌리에서 1,375개, 잎에서 1,943개, 출수기에서 2,748개, 꽃에서 2,720개, 재분화 callus에서 1,322개의 유전자가 callus에 비해서 많이 발현되었다. 분석에 쓰인 유전자중 대부분은 각 조직에서 공통적으로 발현하거나 혹은 몇몇 조직에 걸쳐 발현하는 것이 대부분 이었다. 이러한 유전자는 MADS box, bHLH 전사조절인자와 같이 그 종류가 다양하고 다양한 역할로 작용하는 것들이 대부분이었으며, 벼의 조직 발달과 그 조절기작에 관한 연구를 위해 각 조직에서 조직특이적으로 발현 하는 유전자의 선별을 행한 결과 발아종자에서 480개, 뿌리에서 90개, 잎에서 198개, 출수기에서 440개, 꽃에서 182개, 재분화 callus에서 348개 유전자를 선별하였다. 조직 특이 발현 유전자의 대부분은 COG 분석에서 signal transduction ([T])과 posttranslational modification, protein turnover, chaperone ([O])에 속하는 유전자였으며 발아의 특이발현 유전자 480개중 cytochrome c 등의 에너지대사에 관여하는 유전자와 phosphoglycerate mutase, pyruvate kinase 등의 탄수화물대사에 관여하는 유전자의 발현이 높은 것을 살펴 볼 수 있었다. 뿌리에서 발현 하는 특이유전자의 개수는 90개로 6개의 조직들 중 가장 적은 수의 특이 발현 유전자가 있었다. 이러한 결과는 뿌리에서 발현하는 유전자의 상당수가 다른 조직에서도 발현하고 있다는 것을 시사한다.</p> <p>수술 조직 특이적 유전자발현을 분석하기위하여 중국의 페킹대학의 Xiao-Chun Lu 그룹은 벼 \( 10 \mathrm{K} \) cDNA microarray를 이용하여 분석한 결과 DNA polymerase 등 26개 유전자가 초기 수술조직에서 up-regulate되는 것을 확인하였다. 또한 중국과학원 (CAS)의 Mei-Na Li 등은 벼 암술조직 특이적 유전자 발현을 검정하기 위하여 벼 10K cDNA microarray와 \( 57 \mathrm{K} \) GeneChip을 이용하여 암술을 포함하는 뿌리 등 7개 조직에서의 발현을 검정하여 암술발현 548개 유전자를 분리하여 qRT-PCR을 통하여 암술특이 34개 유전자를 분리 하였다. 이와 같은 결과는 조직특이발현 유전자 profiling분석을 위하여 cDNA microarray, GeneChip array, qRT-PCR 등이 효율적으로 사용되어 질수 있음을 시사한다.</p>