| 인공합성 환상염색체의 지속적 진화 능력을 증명 | ||
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 최근, 톈진(天津)대학 위안잉진(元英進) 연구팀은 인공합성 환상염색체가 유전자형 및 표현형에서의 지속적 진화 능력을 입증하였으며 또한 천연 선형염색체에 비해 인공 환상염색체가 더욱 복잡한 재배열 변화 규칙을 보유하고 있음을 증명하였다. 해당 연구성과는 "Ring Synthetic Chromosome V SCRaMbLE"라는 제목으로 "Nature Communications"에 게재되었다. 염색체 구조 변이는 생물의 표현형 다양성에 중요한 영향을 미친다. 본 연구는 환상 5번 염색체를 함유한 반수체 맥주효모균(Saccharomyces cerevisiae)을 모델로, 합성형 효모 염색체 특유 SCRaMbLE 시스템을 이용하여 유전체 구조 변이 및 진화를 연구하여 환상염색체가 지속적으로 복잡한 유전체 변이 및 표현형 최적화를 발생할 수 있음을 규명하였다. 연구팀은 비올라세인 전구체(PDV) 생합성 경로를 유전체 재배열 선별 표지로 하고 환상염색체의 유전체 재배열 유도를 통하여 홀배수체 효모균주를 획득하여 PDV 생성량을 약 7배로 향상시켰으며 또한 1, 3, 6, 12, 13 및 환상 5번 염색체의 홀배수체 배수성을 검출하였다. 선형염색체의 구조 변이에 비해 환상염색체는 유전체 재배열이 발생한 후 DNA 단편 중복, 삽입, 전좌 및 반전을 포함한 더욱 많은 구조 변이가 발생한다. 해당 연구에서 29종 비재래식 존재성 새 구조 변이를 검출하였는데 그중 11종은 PDV의 생합성 향상과 관련되었고 비특성 유전자 YER182W의 결실은 PDV의 생성량 향상과 연관이 있음을 발견하였다. 본 연구는 기존에 인공적으로 구축한 맥주효모 환상염색체를 기반으로 하였고 SCRaMbLE 재배열 진화 시스템을 이용하여 환상염색체 구조 변이 및 기능 분석 연구를 수행하여 환상염색체의 구조 변이는 염색체수, 구조 및 조합 형식의 변화를 통하여 유전체의 진화를 추진함을 입증하였다. 연구팀이 구축한 DNA 유전자형과 생물 표현형 관계 연구 모델은 염색체 재배열, 미생물 세포공장 성능 향상, 생명 쾌속 진화 및 인간 염색체 이상 질병 등 연구에 이용될 전망이다. 타이틀 이미지: 환상 5번 염색체 재배열로 생성된 유전자형 및 표현형 다양성 정보출처 : http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201809/t20180926_141923.htm |
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