| 초록 |
□연구개요 생명체의 전형성능(totipotency)은 단일세포가 분열/분화하여 생명체 전체를 형성하는 능력으로 중요한 연구 테마이다. TSG 유전자가 과발현된 세포는 대조군보다 세포분열과 증식이 왕성하게 일어났다. 세포분열 속도를 빠르게 하는 최적 조건을 규명하고, TSG 유전자가 어떻게 식물세포의 세포분열과 전형성능을 촉진하는지 CRISPR/Cas9 방법으로 하위유전자를 편집하여 밝혀내고자 한다. TSG 과발현 세포는 대조군보다 평균적으로 작아졌으나 세포분열과 증식은 더욱 빨랐다. TSG의 영향을 받는 유전자들 중에서 세포가 작아지는데 영향을 미치는 유전자를 연구하였다. □연구 목표대비 연구결과 1) TSG가 과발현되는 형질전환체 중 세포 분열 효과가 우수한 계통을 확립하였다(100%). 2) 세포분열능을 촉진하는 가장 우수한 실험조건을 확립하였다 (100%). 3) TSG 하위 유전자들 (AAO, LSD, RBOH, MT2)의 염기 분석 후 all-in-one CRISPR/Cas9 벡터 클로닝을 하였다 (pDeAAO11 & 12, pDeLSDPS1 & PS2, pDeRBOHF008, 088, & 424, pDeMT2I004, V004, II097, & AII066 vector)(100%) 4) 위 벡터로 식물 세포를 형질 전환하여 유지하였다. (100%) 5)돌연변이체(TSG/RBOH minus, TSG/AAO minus, TSG/MT2 minus) 계통 선정중이다. (80%) 6) TSG 과발현체의 세포 크기 측정 100%. 7) TSG 과발현체의 세포벽 두께 측정 (100%) 8) TSG 과발현체의 세포벽의 화학 성분 측정 (100%) 9) TSG 과발현체의 세포벽 형성 유전자들 (cellulose synthase A, Glucomannan 4-β-mannosyltransferase, Sucrose synthase)의 발현량 측정 및 비교 (100%) 10) 세포의 크기를 작게하는 WEE1 유전자 발현량 측정 및 비교 (100%) 11) 세포길이를 길게하는 CTR1, Expansins, Polygalacturonase 유전자들의 발현량 측정 및 비교 (100%) 12) 세포의 신장을 촉진하는 지베렐린을 불활성화하는 gibberellin2-oxidase 유전자들의 발현량 측정 및 비교 (100%) □연구개발결과의 중요성 1. CRISPR/Cas9 시스템 도입으로 유전자 기능 연구가 용이하다. 2. 새롭고 최첨단 방법의 도입으로 학생들의 의욕을 고취시킬 수 있다. 3. 식량/사료작물이나 원예작물의 전형성능을 향상하는 것은, 품종 개량을 쉽게 할 수 있고, 전형성능에 관련된 유전자의 특성 연구에 도움이 될 뿐만 아니라, 재분화 과정의 메카니즘도 해명할 수 있다. 4. 이 TSG 유전자로 작물을 형질전환하면 형질전환 효율 및 재분화 효율이 매우 높을 뿐만 아니라, 작업 시간 감축, 배지 사용양 감소, 육종 연한을 단축시킬 수 있다 등의 장점이 있다. 5. 전형성능이 발휘되는 형질전환 작물의 종자를 대량 생산 및 수출, 산업화로 고수익을 창출할 수 있다. 6. 세포 크기가 작아지면 물질(산소, 영양분, 이온, 노폐물 등) 수송이 더 용이해져 세포의 활성이 더 높아져서 재조합단백질 등을 생산하기 매우 용이하다. 7. 전형성능을 촉진하는 새로운 기작을 밝혀 생명과학 발달에 이바지 한다. (출처 : 요 약 문 2p) |
