본 연구는 돼지 mtDNA D-loop 지역의 11-bp 중복현상과 품종별 분포 패턴을 분석하고 품종 특이적 DNA 마커 개발을 목표로 한다. PCR과 cloning, DNA sequencing을 통해 D-loop 영역의 염기서열을 분석하였고, 품종 특이적인 10-bp 서열의 반복 영역이 존재하는 것을 확인했다. 6개 품종의 mtDNA D-loop에서 11-bp 중복현상을 분석하였으며, Large White 전체와 일부 Duroc에서만 확인되었다. Large White 품종을 식별할 수 있는 DNA 마커로 활용 가능할 것으로 보인다. 더욱 신뢰성 있는 DNA 마커 개발과 품종 간 교잡 및 품종의 기원을 밝히는 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <p>본 연구는 돼지 mtDNA D-loop 지역에서 나타나는 11-bp 중복현상과 관련하여 품종별로 나타나는 분포양상을 파악하고 나아가 품종 특이적 DNA marker를 개발하기 위하여 수행하였다.</p> <p>기존에 보고된 서열을 바탕으로 mtDNA D-loop 전체영역을 증폭하기 위한 primer를 제작하였으며, 6개의 품종을 대상으로 PCR 반응을 수행하였다. D-loop 영역 전체를 포함하는 PCR product는 cloning 및 DNA sequencing 과정을 통하여 염기서열을 분석하였다. D-loop 서열의 시작부위를 기준으로 대략 710-bp 위치에서 기 보고된 10-bp (TACACGTGCG)의 종특이 서열인 tandem repeat region이 존재하고 있음을 확인하였고, 이 부위에서 돼지 각각의 개체 간에 반복수가 14회에서 29회까지 다양하게 나타나는 heteroplasmy 현상이 보고된 바 있다. Fig. 1은 D-loop 전체 염기서열을 바탕으로 작성한 모식도로서, 10-bp tandem repeat region으로부터 180-bp 뒤 쪽으로 11-bp가 반복되는 중복현상이 발견되었다. Large White와 일부 Duroc 품종은 Type 1으로 11-bp의 염기서열이 중복되어 관찰된 반면, 일부 Duroc 품종을 포함한 나머지 품종들은 Type 2로서 중복현상이 발견되지 않았다.</p> <p>11-bp 중복현상은 일본재래돼지인 Satsuma에서 최초로 보고되었으며, 그 후 Duroc 품종에서도 보고되었다. 그러나 이를 이용한 품종 간 중복현상의 유무 및 출현빈도에 대한 분석은 이루어지지 않았다. 또한 Large White 및 Duroc 을 포함한 돼지 25품종에 대하여 D-loop 전체지역에 대한 분석을 하였으나, 중복현상에 대한 분석이 포함되어 있지 않았다. 그러므로 품종별 중복현상의 분석을 위하여 분석된 D-loop 전체영역의 서열을 바탕으로 primer를 제작하였으며, 11-bp 중복지역을 포함한 약 150-bp의 절편을 증폭하였다. 증폭된 PCR product를 이용하여 PAGE 분석을 수행한 결과, 품종 특이적인 밴드양상이 확인되었고, 돼지 품종별 11-bp 염기서열 중복현상에 대한 발생 빈도는 Table 1에 나타내었다.</p> <p>Fig. 2의 전기영동 결과에서, 11-bp 중복현상이 나타나는 Type 1과 존재하지 않는 Type 2를 육안으로 확실히 구분할 수 있었다. 이런 중복현상은 Large White 품종과 Duroc 품종의 일부에서 발견되었으나, 나머지 5품종에서는 전혀 나타나지 않았다. Table 1은 본 연구에서 사용한 품종들 각각의 두수와 PAGE 분석으로 확인된 품종별 중복현상의 분포를 보여주고 있다. Large White 품종은 80두에서 모두 중복현상이 발생하는 것으로 확인된 반면 Duroc 품종은 heteromorphic pat-tern이 나타났는데, 전체 80두에서 9두에서만 중복현상이 발생하여 \( 11.2 \% \)의 발생률을 나타내었다. 그러나 이 두 품종을 제외한 나머지 5품종에서는 중복현상이 전혀 발생하지 않았다. 특히 본 연구에서 사용한 Duroc 품종에 대한 혈통을 추적한 결과 유럽지역에서 도입한 개체에서는 중복현상이 없었으나, 미주지역에서 도입한 개체에서만 발견되었다. 이런 결과는 미주지역의 Duroc 품종은 중복현상을 갖는 다른 계통을 모계로 교잡되었을 가능성이 존재하는 것으로 추정된다.</p> <p>돼지의 품종구분을 위한 현재까지의 연구들은 KIT과 MC1R을 이용한 분석에 의해서 이루어져 있다. KIT의 연구에 의하면 exon 17번과 intron 17번 사이에서 나타나는 splice mutation의 분석을 토대로 백색종인 Landrace, Large White 등의 백색품종과 Duroc, Berkshire, Hampshire 등의 유색품종을 구별할 수 있다고 보고되어 있다. 또한 MC1R의 경우 대립유전자별로 allele1-6으로 분류하여 각각의 품종들을 구분하고 있다. Landrace와 Large White는 백색품종으로서 KIT와 MC1R을 이용한 구분은 현재 불가능하다. 11-bp 중복현상이 본 연구에서 Large White 전체와 Duroc의 일부에서 나타나지만, Duroc인 경우 MC1R 분석에 근거하여 특이적으로 al-lele4며 구분이 가능하기 때문에, 본 연구결과를 토대로 Landrace와 Large White를 구분할 수 있는 DNA marker로서 사용될 수 있을 것으로 사료된다.</p> <p>본 연구는 돼지 6품종을 대상으로 mtDNA D-loop 지역에서 특이적으로 나타나는 11-bp 중복현상을 분석하였으며, 그 결과 Large White 전체에서, 그리고 Duroc의 일부에만 11-bp 중복현상이 확인되었다. 비록 Hampshire 품종과 한국 재래돼지 분석두수가 적어 중복현상이 발생하지 않는 Type 1이 이 두 품종 특이 형태라고 단정할 수는 없지만, Large White 품종을 식별할 수 있는 DNA marker로서 사용 가능 할 것으로 판단된다. 또한 Hampshire 및 한국재래돼지 분석 두수를 추가적으로 확보하고 본 연구에서 제외된 타 품종을 수집하여 분석한다면 DNA marker로서 더욱 신뢰성을 높일 수 있을 것이며, 나아가 과거에 발생했을 것으로 추정되는 품종간 교잡의 실체를 파악하고 각 품종별, 특히 Large White와 Duroc의 기원을 밝히는데 중요한 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.</p>