본 연구는 세포 내에서 분해작용에 관여하는 SDH 및 TPI의 발현이 한우 근내지방함량에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과, SDH 유전자는 고도의 유의적 상관관계에 있음을 밝혀냈고,TPI 유전자의 경우는 다양한 시료분석과 실험설계를 통해 추후 관계를 밝혀낼 필요성이 있을 것으로 판단되었다.
<h2>결과 및 고찰</h2><p>본 연구는 succinate dehydrogenase (SDH) 및 triosephosphate isomerase (TPI) 유전자를 대상으로 유전자발현이 한우 근내지방함량과 미치는 영향을 분석하였다. 소의 성장 및 비육에 있어서 비육전기에 해당하는 12개월령과, 비육 후기에 해당하는 27개월령에 있어서 소의 근내지방은 최고로 증가한다고 보고되어 있다. 이러한 생리학적 특성을 고려하여, 비육 전·후기 시료를 대상으로 유전자 발현분석을 수행한 결과 SDH 유전자는 비육전기(12개월령)에서 비육후기(27개월령)보다 4배 발현이 높은 것으로 확인되었다\( (p<0.01) \). 그러나 TPI 유전자의 경우 발현량의 차이를 보이지 않았다. 소에 있어서 12개월과 27개월령은 근내지방 뿐만 아니라, 성장에 있어서도 급격하게 증가하기 때문에, 이 시기에 있어서 차등발현되는 유전자가 한우에 있어서 근내지방함량축적과 연관성이 있는지를 규명하기 위해서, 한우 동기우 집단 50두의 등심육을 대상으로. 유전자 발현량과 근내지방함량과의 관련성을 분석하였다. 그 결과 SDH 유전자가 근내지방함량과 고도의 유의적 \( (p<0.001) \) 관계가 있음을 확인하였다.</p><p>Pertick 등의 연구에 따르면 근육 내 지방의 축적은 지방의 합성(synthesis)과 \( \beta \)-oxidation에 의한 분해(catabolism)작용의 균형에 의해 이뤄지며, 분해작용의 감소는 근육 내 지방 축적과 관련되어 있다고 보고하였다. 최근 Lee 등의 microarray 분석을 활용한 근내지방도에 따른 한우 등심 내 차등 발현 유전자 발굴 실험에 따르면 ADAM metallopeptidase with thrombospondin type 1 motif, 4 (ADAMTS4) 및 squalene epoxidase (SQLE) 등 단백질 분해와 cholesterol 생합성에 관여하는 유전자들의 발현이 차이를 보이는 것으로 확인되었다. 또한, 유리지방산이 근육 및 지방세포로 이동되는데 관여하는 adipose fatty acid binding protein (FABP4) 및 포화지방산을 불포화지방산으로. 전환시켜주는 stearoyl-CoA desaturase (SCD) 등의 발현이 근내지방함량과 밀접히 관련되어 있음이 보고되었다. 이러한 연구 결과는 근육 내 지방축적이 지방 및 에너지 대사에 관여된 유전자들과 밀접히 관련되어 있음을 잘 설명하고 있다.</p><p>Succinate dehydrogenase (SDH) 및 triosephosphate isomerase (TPI)는 세포 내에서 분해작용(catabolic metabolism)에 관여하는 유전자로, Krebs cycle 및 glycolytic pathway에 속해있다. TPI유전자는 중성지방 합성의 전구체로 사용되는 dihydroxyacetone phosphate (DHAP)를 glyceraldehyde 3-phosphate로 전환시키는데 관여하고 있다. Laville 등은 연도가 높은 근육 내 TPI 발현이 더 높았으며, 이는 지방함량과 관련되어 있다고 설명하였으며, Kim 등은 지방축적이 증가되는 성장단계 시료에서 지속적으로 TPI의 발현이 증가된다고 보고하였다. 또한, 지방세포(3T3-L1)를 이용한 지방분화(adipogenesis) 유도 실험에서 TPI유전자의 발현이 지방분화과정 중 증가되는 현상을 보였으나, 지방분화 초기에 관여한다고 보고하였다. 본 실험에서도 TPI가 근내 지방함량이 증가되면서 발현이 증가됨을 확인하였으나 유의적인 차이는 관찰하지 못하였으며, 소 조직유래 지방 전구세포를 이용한 지방분화유도 실험에서 TPI의 발현이 단백질 수준에서 감소된다고 보고된 바도 있어, 앞으로. 다양한 시료의 분석 및 발현유도 실험 등을 통해 TPI유전자 발현과 근내지방함량과의 관계를 명확히 구명할 필요성이 있을 것으로 판단된다.</p><p>근내지방함량과 고도의 통계적 유의성을 보인 SDH는 미토콘드리아 내 Krebs cycle에 관여하는 유전자로, succinate를 산화(oxidation) 과정을 통해 fumarate로 전환시키는 역할을 담당하고 있다. Lai와 Goldman의 지방분화(adipocytes differentiation) 유도에 따른 유기산(organic acid) 변화 실험에 따르면 succinate, malate 등의 유기산이 분화과정 중 10배 이상 증가되는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 에너지 대사에 관여하는 미토콘드리아의 활성이 지방분화 과정 중 감소되어, succinate를 fumarate로 충분히 전환시키지 못하기 때문이라고 보고하였다. Zhu 등은 SDHD (succinate de-hydrogenase, subunit D)의 147번째 아미노산을 형성하는 유전자 내 변이가 등심단면적(loin muscle area)과 연관이 있음을 보고하였고, Habano 등도 SDH 유전자의 변이는 미토콘드리아의 대사기능에 영향을 미친다고 보고하였다. 최근, 지방함량의 차이를 보이는 돼지품종을 대상으로 단백체(proteome) 및 전사체(transcriptome) 연구를 통해 SDH가 차등발현됨을 확인하였다. 또한 소 유래 mesenchymalstem cells (MSCs)의 지방분화유도 실험에서도 SDH 유전자의 발현이 지속적으로 감소되는 경향을 관찰하였으며, 본 연구에서도 비육 전 후기 시료 및 동기우 집단 50두를 대상으로 유전자발현 및 통계분석을 통해 SDH 유전자가 근내지방과 고도의 유의성이 있음이 확인되었다. 이러한 결과는 SDH 유전자가 한우 등심 내 근내지방함량을 설명할 수 있는 유용한 마커라고 생각된다.</p>