식물유전체 연구

인류 문명은 야생 동식물을 키우고 재배하며 얻은 생산물을 바탕으로 이룩되었으며, 현재도 인류 문명의 지속가능성은 작물 생산성에 크게 의존하고 있습니다. 인류가 재배하게 된 식물들은 오랜 시간에 걸친 선발 과정을 거쳐 지금의 다양한 작물로 개량되어 왔고, 이러한 진화의 역사는 그들의 유전체(genome)에 기록되어 있습니다. 식물의 유전체를 해독하고 생명정보를 해석함으로써 우리는 한 식물 종의 유전적 구성을 이해할 수 있을 뿐만 아니라 이 종이 근연종과 어느 정도의 유전적 차이를 갖고 있으며 어떠한 진화적 과정을 통해 변화해왔는지도 추론할 수 있습니다.

식물진화유전체학연구실은…..

전통 유전학과 분자유전학, 차세대 유전체 연구 방법, 그리고 생명정보학을 이용하여 무(Raphanus sativus), 배추(Brassica rapa), 메디카고(Medicago truncatula), 포도(Vitis vinifera) 등의 작물과 왕벚나무 (Prunus x nudiflora), 개나리(Forsythia koreana), 미선나무(Abeliophyllum distichum) 등 우리나라 특산 야생 식물의 유전체 구조를 해독하고, 유전체의 진화 양상과 유전자의 기능을 연구합니다.

우리 연구실의 연구 주제

우리 연구실은 식물의 전 유전체(whole genome)를 해독하고 유전체 정보를 분석하여 이를 근연종의 유전체와 비교하는 연구를 진행하고 있습니다. 또한 식물 종의 고유한 생물학적 특성을 나타내는 유전자 네트워크를 밝히는 연구도 병행하고 있습니다. 우리 연구실에서는 (1) 십자화과 작물과 한국 고유식물 종의 유전체 해독 연구와 (2) 콩과 식물의 질소고정 초기 신호전달 네트워크 분석을 주요 연구 주제로 삼고 있습니다. 식물 유전체 해독 연구에서는 무와 배추 같은 십자화과 작물 또는 왕벚나무나 개나리 등 한국 고유종이 어떻게 잡초나 근연종으로부터 분화되어 왔으며 이들과는 어떻게 다른지를 연구하고 있습니다. 최근의 연구를 통해 우리는 우리나라의 중요 채소 작물인 무의 유전체를 해독 완료하여 무가 전유전체 3배수화를 거친 후 고유의 유전체 재조합을 거쳐 근연종인 배추와 분화되어 진화해왔고, 특히 아시아의 야생 무로부터 특정 유전자가 지속적으로 선발된 결과 현재의 재배종이 개발되었음을 확인하였습니다. 또한 제주도 자생 왕벚나무의 유전체를 해독하여 우리나라 왕벚나무가 일본왕벚나무와는 전혀 다른 종이며, 벚나무와 올벚나무 사이에서 자연적으로 만들어진 1세대 잡종 임을 밝혔습니다. 한편, 콩과 식물의 질소고정 신호전달 네트워크 분석 연구에서는 콩과 식물과 뿌리혹균이 뿌리혹을 만들기 위해 어떻게 신호를 주고 받으며 이 과정은 어떻게 조절되는지를 연구하고 있습니다. 모델식물인 메디카고를 이용한 광범위한 RNA-Seq 분석을 통해 콩과 식물과 뿌리혹균(Sinorhizobium meliloti)과의 공생 신호전달 초기 과정에서 에틸렌 생합성 및 신호전달 기구가 Nod factor에 의한 공생 신호의 전달과 이에 따른 하위 유전자의 전사 과정 전반에 걸쳐 핵심적인 조절자 역할을 담당하고 있음을 알게 되었습니다. 또한 뿌리혹이 정상적으로 발달하기 위해서는 식물 호르몬인 지베렐린의 정교한 조절도 필수적이라는 사실도 밝혔습니다. 

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http://radish-genome.org/About_us/Mun_Lab.php