자외선은 식물에 돌연변이를 유발하고 단백질을 불활성화시킨다. 비록 식물들은 자외선에 대한 방어기구를 가지고 있지만, 이러한 방어과정의 분자차원에서의 상세한 과정은 아직 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 CAPS와 RFLP 기법을 사용하여 Arabidopsis thaliana의 자외선B감수성 mutant에 대한 genetic map을 작성하였다.
<h1>서 론</h1> <p>자외선은 다른 생물에서와 마찬가지로 식물에게도 돌연변이를 유발시키고 단백질을 불활성화 시키며, aromatic amino acid에 홉수되어 단백질기능에 손상을 주거나, peroxidation을 통하여 lipid에 손상을 준다. 또한 간접적으로 superoxide radical이나 hydroxy radical과 같은 자유라디칼을 생성케 하므로 손상을 입히기도 한다. 광합성을 억제시킨다 곡물 생산능력을 감소시키기도 한다.이에 대하여 생물들은 다양한 방어기구들을 가지고 있으며, 태양광선에의 노출이 훨씬 많은 식물의 경우 동물보다 자외선에 대한 저항력이 크다. 이는 식물들이 DNA repair기능에 의하여 자외선 손상을 회복하는 것 이외에도 식물의 경우 잎이 두꺼워지거나 cotyledon의 형태가 변하기도 하며(Wilson and Greenberg, 2000), flavonoid와 같은 색소를 생성하여 자외선에너지를 흡수함으로써 자외선에 의한 손상을 감소시키기 때문인것으로 알려졌다. 그러나 식물의 이러한 여러 가지 방어기작에 대하여 분자차원에서 구체적인 반응과정이나 기작은 어떻게 이루어지는 지 분명하게 밝혀져 있지 않다. 특히 자외선B에 대한 방어기작과 관련하여, 방어기구의 기반이 되는 유전자의 차원에서는 효모나 박테리아 등을 대상으로 한 DNA손상과 회복기구에 대하여 어느 정도 규명되어 있지만 또 다른 중요방어기구인 flavonoid와 같은 색소형성이나 free radical제거등의 기반이 되는 유전자들에 관해서는 밝혀져 있지 않다.</p> <p>한편, 옥수수, 보리, Arabidopsis thaliana등에 대하여 restriction fragment polymorphism(RFLP)이나 RADP 등을 이용하여 genetic map을 보고하였으며, 특히 Konieczny 와 Ausubel Arabidopsis에서 RADP의 random primer가 아닌 physical map 및 염기서열이 알려진 유전자들의 염기서열을 PCR maker로 사용하고 PCR product에 resd-trition enzyme을 처리하여 gene map을 작성하는 Cleaved Amplified Polymorphic Sequence(CAPS)방법을 보고하였다.이는 RELP의 경우 기존의 RELP map이 밝혀진 line과 mutation line을 교잡하여야 하고 RELP를 probe로 하는 DNA blot analysis를 하여야 하는 번거로움이 있으며, RADP는 heterozygous genotype을 구별하지 못하는 결점 등을 보완함으로써 physical gene map의 작성에 더 효과적인 것으로 알려졌다.</p> <p>본 연구에서는 식물의 자외선방어기작을 밝히기 위한 기본연구로서 Lois등이 Arabidopsis thaliana의 ecotype의 하나인 Columbia에 EMS를 처리하여 만들어낸 자외선B감수성 mutant와 PCR maker를 이용하는 CAPS와 RELP를 사용하여 자외선 감수성 관련유전자의 genetic map을 작성하고자 하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>재료 - Arabidopsis</h2> <p>실험재료로서 Arabidopsis thaliana의 ecotype인 Lansberg와 또다른 Arabidopsis thaliana의 ecotype인 Columbia의 mutant를 사용하였다. 이 때 이mutant은 Arabidopsis thaliana ecotype Columbia종자에 EMS를 처리하여 만든 것으로 외부형태는 정상 Columbia와 같으나 UV-B에 대해서는 정상인 것 보다 높은 감수성을 나타내는 것이다 또한 이 mut-ant에 대하여 교배 실험한 결과 이는 단일유전자로서 열성 유전하는 것으로 판명되어 이를 uvs라 하였다.</p>