농촌진흥청(청장 정황근)은 거대(巨大)게놈1) 작물인 양파의 유전자 35,505개를 해독했다고 밝혔다.
양파의 게놈크기는 16Gb(1백6십억쌍 염기)로 3Gb인 사람 보다 5.3배 큰 거대게놈을 가지고 있다.
이번 연구는 농촌진흥청이 개발한 '엄지레드(자색양파)'와 '신선황(황색양파)'에서 35,505개의 유전자를 찾아냈고, 이를 '국립농업생명공학정보센터(NABIC)'에 정보자료로 구축했다.
이번에 발굴한 35,505개의 유전자를 양파 조직별로 특이유전자를 분석한 결과, 약 15.9%인 5,678개의 유전자 중 887개는 뿌리에서, 2,808개는 줄기·잎, 1,321개는 꽃, 662개는 구에서만 특이적으로 나타나는 것으로 확인했다.
또한 약 9%에 해당하는 3,223개의 유전자는 국제유전자목록 정보자료(미국 NCBI)에도 등록되지 않은 새로운 유전자로 확인됐다.
이번에 구축한 유전자는 첨단염기서열해독장비와 자체개발한 염기서열 분석방법으로 세계 최초로 작성됐다. 그 과정에서 유전자 종류, 구조, 기능 및 개수 등을 해독해 내는 표준절차를 구축했고, 그 절차와 결과를 국제학술지인 Plant Biotechnology Reports에 2016년 12월에 게재했다.
이번에 확보한 35,505개의 유전자 정보는 국제유전자목록(NCBI)에서도 현재까지 양파 유전자로 판단되는 염기서열인 3만3천개(검색조건, EST&onion)를 능가해 국제적으로도 단일연구에서 가장 많은 자료다.
구축한 유전자 정보는 양파의 약리성 물질 생산, 병원균 방제, 신품종 육성 등 양파 연구 전반에 활용할 예정이다. 장기적으로 양파의 종자 자급률을 높이기 위해 종자기업과도 협력해 활용할 계획이다.
앞으로 유전체 정보와 유전자 기능 분석까지 확대해 암 예방, 노화 억제, 고혈압 예방, 신진대사 촉진 등 다양한 유용유전자를 발굴하면서 지적재산권을 확보할 수 있어 산업재산권의 대량 창출도 기대된다.
아울러 양파 유전체 해독으로 얻는 유용형질의 분자육종 마커개발기술은 90%이상 일본으로부터 수입되는 양파 종자를 국내 육성종자로 대체할 수 있는 종묘산업의 기폭제가 될 것으로 본다.
농촌진흥청 손성한 유전체과장은 "10년 후 농산업은 거대한 게놈정보인 '거대자료'와 이를 효율적으로 분석하는 기술인 '인공지능 분석기술'이 결합된 4차 산업혁명기술이 국가 생명산업을 도약시키는 주역이 될 것이다."라며, "농업이 식량생산 뿐만 아니라 산업·제약·에너지 등의 원료를 공급하는 공장 역할도 담당할 것이다."라고 강조했다.
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1) 낱낱의 생물체 또는 1개의 세포가 지닌 생명 현상을 유지하는 데 필요한 유전자의 총량. 사람과 같은 진핵생물의 경우 반수(n)의 염색체에 있는 유전자의 총량.=유전체(출처: 국립국어원)
