FOX-hunting system은 식물의 각 기관에서 mRNA를 추출하고, 완전장 cDNA를 다량으로 작성하여 벼나 애기장대에 형질전환시킨 뒤 변이체를 이용하여 그 관련 유전자를 분리하고, 다시 본래의 식물에 형질전환하여 기능을 확인하는 방법으로 미지의 수많은 농업형질 유전자의 기능을 해석하기 위해 사용되고 있다. RNAi에 의한 유전자 기능분석은 최근 gene silencing을 유도하는데 광범위하게 이용되고 있으며, 유전자의 작용을 불활성화하여 유전자의 기능을 결정하는 방법이 미지 유전자 기능을 밝히는 연구에 매우 효율적인 방안으로 이용되고 있다.
<h1>FOX-hunting system에 의한 유전자 분석</h1> <p>미지의 수많은 농업형질 유전자의 기능을 해석하기 위해서 최근에 주요 식물에서 밝혀진 염기서열 유전정보를 이용하여 식물의 기관별로 완전장 발현유전자 (full-length cDNA; FL-cDNA)의 분리와 이들을 조직내에 과발현시켜 유전자 발현양상 및 표현형분석에 의한 기능 동정이 보다 효율적인 접근 방법으로 시도되고 있다. 유용유전자를 다량으로 확실하게 얻을 수 있는 방법으로 식물의 각 기관으로부터 mRNA를 추출하고 이를 바탕으로 새로이 개발된 기술을 이용하여 완전장 cDNA를 다량으로 작성 한 후 모든 염색체 염기서열이 밝혀진 벼나 애기장대에 형질전환시켜서 후대에서 나타난 변이체를 이용하여 그 관련 유전자를 분리해낸 후 다시 본래의 식물에 형질전환하여 그 유전자의 기능을 확인하는 방법으로 이를 "full length cDNA를 이용한 종합적 유전자 기능 해석 시스템" (FOX-hunting system; \( \underline {\text { F } } \)ull-length cDNA \( \underline {\text { O } } ver \)-e \( \underline {\text { X } } \)pressor gene hunting system)이라고 한다 (Ichikawa et al. 2006). FOX-hunting 시스템에서는 하나 또는 소수의 FL-cDNA를 형질전환체에 과발현하여 이용하는 것이다. 이와 같은 형질전환체는 많은 수의 우성 돌연변이를 유기하여 유전자의 기능을 동정하거나 중요한 형질의 발현 정보를 분석하는 데에 효율적으로 이용될 수 있다.</p> <p>최근 식물에서는 발현 유전자의 대량 염기서열분석 및 완전장 유전자 (full-length cDNA, FL-cDNA) 분리 연구가 \(Arabidopsis \) (Seki et al. 2004), 벼 (Kikuchi et al. 2003) 및 배추 (Lee et al. 2010) 등에서 수행되었고 이를 이용하여 FL-cDNA 를 식물형질전환용 운반체에 삽입한 FL-cDNA library를 제작하여 이들 FL-cDNA를 식물체에 도입하여 수많은 과발현 (gain-of-function) 돌연변이체를 육성하여 유전자의 기능을 밝히려는 시도가 진행되고 있다 (Ichikawa et al. 2006; Nakamura et al. 2007). 애기장대에서는 이 시스템에 의해 FL-cDNA를 애기장대 세포에서 항시적으로 발현시키는 기술을 확립하여 15,000 개의 과발현 형질전환체를 육성하였고 (http://nazunafox.psc.database,riken.jp), 작성된 형질전환 계통들을 FOX-line이라고 하여 유전자 기능 해석에 이용하고 있다. 벼의 경우 일본 농업생물자원연구소에서는 japonica 벼인 Nipponbare 품종 유래 FL-cDNA를 동일한 Nipponbare 품종에 형질전환시켜 12,000개의 서로 다른 형질전환 벼를 육성하여 (Nakamura et al. 2007) 수많은 미지 유전자의 기능연구에 활용하고 있다.</p> <h1>Gene Silencing Mutagenesis (RNAi)에 의한 유전자 기능 분석</h1> <p>최근 유전자의 작용을 불활성화하여 유전자의 기능을 결정하는 방법이 미지 유전자의 기능을 밝히는 연구에 매우 효율적인 방안으로 이용되고 있다. Anti-sense 또는 co-suppression 현상은 유전자 형질전환 식물체에서 빈번히 발견되고 있는데 (Baulcombe 1996; Jorgensen 1999), 어떤 경우에는 단지 부분적인 기능만이 anti-sense 또는 co-suppression 에 의하여 억제되기도 한다. RNA silencing 방법 중에서 RNA interference (RNAi) 기술이 gene silencing을 유도하는 데에 가장 광범위하게 이용되고 있다 (Zheng et al. 2007).</p>