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건국대 김재범 교수팀, 새들의 조상 염색체 특징 복원 성공
조상 염색체 핵형 복원 통한 조류 유전체 구조·진화 연구 결과 발표
2018년 10월 17일 (수) 11:35:04
   
 

[대학저널 임지연 기자] 건국대학교(총장 민상기) KU융합과학기술원 의생명공학과 김재범 교수 연구팀이 인공지능 기반 생물정보학 기술을 활용한 조상 염색체 핵형(Karyotype) 복원 알고리즘을 조류 조상 염색체 핵형 복원에 적용한 조류 유전체 구조 및 진화 연구 결과를 발표했다.

건국대 김재범 교수 연구팀은 최근 조상 염색체 핵형을 정확하게 복원하는 인공지능 기반 생물정보학 알고리즘을 개발했다.(2017년 PNAS 저널 발표) 이번에 연구에서는 이 알고리즘을 금화조, 흰머리독수리 등 조류 27종에 적용해 총 14 가지의 조류 조상 염색체 핵형을 복원했다.

복원된 조상 종의 염색체 핵형은 상호 비교를 통해 유전체 진화의 상세한 패턴 파악에 활용됐다. 또한 진화과정 중 절단된 염색체 지역(Evolutionary breakpoint region)에 대한 기능 분석을 통해 보존된 염기서열(Conserved DNA sequence) 및 전이 인자(Transposable element) 등의 분포 및 연관 분석에 사용됐다.

그 결과 상대적으로 길이가 긴 염색체는 길이가 짧은 염색체에 비해 염색체의 변화가 비교적 빨리 시작됐으며(최대 8900만 년 전부터) 빨리 안정화됐음을 발견했다. 또한 사용된 27종 중 조상 유전체의 보전 정도는 닭과 송골매가 가장 높았으며, 북경오리가 가장 낮았다.

김재범 교수는 “이번 연구는 인공지능 기반 생물정보학 기술이 대규모 생물종의 유전체 빅데이터를 활용한 진화 연구에 얼마나 필수적이고 효과적인지를 보여주는 좋은 예”라며 “앞으로 반추동물 유전체 진화 연구, 더 나아가 척추동물 유전체 진화 연구를 통해 생명체에 대한 인간의 이해를 증진시킬 예정”이라고 말했다. 또한 “이렇게 얻어진 기술을 암 유전체 진화 연구에 응용하여 암 정복을 위한 인류의 긴 여정에 보탬이 되고자 한다”고 덧붙였다.

이번 연구는 영국 런던대학 및 켄트대학 연구팀과 공동으로 진행됐으며, 연구결과는 세계적인 학술지 ‘Genome Biology’(IF=13.214)에 10월 5일자 논문으로 게재됐다. 논문명은 ‘Reconstruction of avian ancestral karyotypes reveals differences in the evolutionary history of macro- and microchromosomes’다.


임지연 기자 jyl@dhnews.co.kr
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