국제 벼 염색체 완전해독 연구의 완료와 함께 다양한 품종에서의 대량 발현 유전자 분석 연구가 수행되고 있다. 현재 NCBI에 등록된 벼 EST는 1,248,955개이며 unigene으로는 40,973개가 있다. 벼 유전체 정보종합 DB인 RAP-DB와 TIGR Pseudomolecules version6 기반의 벼 유전체 정보 DB가 공개되어 있으며, 이러한 벼 발현유전자 및 유전자 정보는 농업형질 유전자 대량 기능 분석과 유전자 분리에 활용되고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>벼는 세계인의 주곡작물이며 게놈연구롤 위한 화본과 식물의 모델작물로 이용되고 있다. 최근 한국 등 10개국이 참여한 국제 벼 염색체 완전해독 연구 (IRGSP 2005, http://rgp.dna.affrc.go.jp/IRGSP/)가 완료되고. 이들 염기서열 정보가 공공부분에 공개됨에 따라 이를 활용할 수 있는 시스템 구축과 기능분석 연구들이 많이 이루어지고 있다(Jung et al. 2008, Kim et al. 2009, Park et al. 2009).< \p> <p>벼의 주요 농업형질관련 유전자의 기능해석을 위하여 발현유전자 분리 및 확보가 필요하며 다양한 품종에서 대량발현유전자분석 연구가 수행되고 있다. 현재 우리나라의 벼 종자발현유전자 구조분석은 농촌진흥청을 중심으로 진행되고 있으며 Yoon 등 (2009)은 종자발달과정에 관여하는 유전자의 기능분석을 위하여 25,668개 일품벼 미숙종자 EST의 구조분석 및 정보해석을 행하였다. 일본의 경우 Kikuchi 등(2003)은 닛본바레 품종에서 32,127개 완전장 발현유전자의 구조분석을 행한 후 KOME 데이터 베이스 (http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/)를 통하여 정보를 공개하고 있다. 현재 (2009년 8월) NCBI에 등록된 각종 벼 EST는 1,248,955개이며 unigene 으로는 40,973개를 나타내고 있다. 벼 유전체 정보종합 DB로는 RAP-DB (http://rapdb.dna. affrc.go.jp/)와 TIGR Pseudomolecules version6을 기반으로 구축된 벼 유전체정보 DB (http://rice.plantbiology. msu.edu/)가 공개되고 있다 (Ouyang et al. 2007).</p> <p>이러한 벼 발현유전자 및 유전자정보를 이용하여 세계 각국은 농업형질유전자 대량기능분석과 유전자분리에 적극 활용하고 있다(Nakamura et al. 2007). 특히 식량원으로서 중요한 벼 종자 발달단계의 발현 유전자 분석 및 발현특성 연구는 종자형질 개선을 위한 연구자들에게는 매우 중요한 자료를 제공한다.</p> <p>또한 LEA (Late embryogenesis abundant) 유전자들은 종자성숙기와 발아기에 주로 발현되며 종자발아에 영향을 미친다는 점에서 매우 중요시 되고 있다 (Galau et al. 1987, Ishibashi et al. 1990). 벼 단백질체 2D 분석을 통하여 발아종자의 단백질변화를 분석한 결과 148종의 단백질 변화가 나타났으며 전분분해 및 대사관련 유전자들의 발현이 증대되고 저장단백질 등이 감소됨을 보고 하였다(Y ang et al. 2007). Xiao 등 (2008)은 GC-MS 분석을 통하여 발아종자의 대사체 변화를 분석 한 결과 174 개의 변화를 검출하였다. Xiao 등 (2007)은 LEA 유전자를 벼에 과발현시킨 결과 건조저항성이 증대되었다고 보고하였다. 이와같은 결과는 발아특이 발현유전자가 발아시기에 중요한 역할을 하고 있음을 나타내며 이들 유전자의 특성을 파악하고 활용함으로서 발아조절 등 농업형질 개선연구에 이용할 수 있을 것으로 생각한다.</p> <p>발현유전자의 기능분류를 위하여 일반적으로 GO분류와 NCBI의 COG DB를 이용한 COG 분류를 이용하고 있다. COGs (Cluster of orthologous group)는 유전체 염기서열로부터 얻어진 단백질정보를 이용하여 계통발생학적 분류를 하는데 중요한 정보를 제공 한다(Tatusov et al. 1997). 현재 원핵생물의 기능분류는 66종 게놈정보에서 192,987개 단백질정보를 분석한 후 4,872개 COG로 기능 분류를 하고 있다. 진핵생물 기능분류의 경우는 Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, Homo sapiens, Arabidopsis thaliana, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe, Encephalitozoon cuniculi 등 7종의 유전체정보롤 이용하여 110,655 개 유전자정보로부터 59,838 개의 단백질을 분석한 후 4,852개 KOGs (Eukaryotic cluster of orthologous group)로 기능을 분류하였다 (Tatusov et al. 2003). KOG의 기능분류는 4개의 대분류균 (Information storage and processing, cellular processes and signaling, metabolism, Poorly characterized)내에 15개의 기능별로 분류하고 있으며 이러한 COGs 및 KOGs 분류 결과는 NCBI의 DB에 수록하여 공개하고 있다 (http://www.ncbinlm.nih.gov/COG/).</p>