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유선 신
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1 Conference Report: Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution (SMBE) June 5-8, Barcelona, Spain Web site : http://www.smbe.

1 1 Conference Report: Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution (SMBE) June 5-8, Barcelona, Spain Web site : 허재원 National Primate Research Center (NPRC), KRIBB To whom correspondence should be addressed. ativan76@kribb.re.kr 목차 1. Intro 2. Molecular biology and evolution 3. Plenary Lecture and Symposia 4. Poster Session 5. Concluding Remarks

2 1. Intro SMBE 2008 meeting 은스페인바르셀로나에서 6 월 5 일부터 8 일까지열렸다. 투우와축구로유명한열정의도시스페인은나의고향인부산과유사한항구도시였지만, 아주색다른느낌을주는곳이었다. 특히해가떠있는시간이아주길어서처음스페인을방문하는나에게는많은시간이주어져서많은것을보고느낄수있었다.

2 2 1. Intro SMBE 2008 meeting 은스페인바르셀로나에서 6 월 5 일부터 8 일까지열렸다. 투우와축구로유명한열정의도시스페인은나의고향인부산과유사한항구도시였지만, 아주색다른느낌을주는곳이었다. 특히해가떠있는시간이아주길어서처음스페인을방문하는나에게는많은시간이주어져서많은것을보고느낄수있었다. 물론첫날은밤 10 시까지어두워지지않아서적응이힘들기도했지만, 깨끗한도시, 오랜역사와전통을자랑하는고건축물들, 친절한사람들이우리를반겨주었다. 또한나를기다리고있는분자진화학분야의세계적인대가들의 3 개의 plenary lecture 와약 200 여명의연사들이강연하는 26 개분야의 symposium, 750 여편의포스터는생각만해도나를즐겁게만들었다. SMBE meeting 은 Annual Meeting of Society for Molecular Biology and Evolution 으로분자진화학을주제로연구하는학자들의모임이다. 세계적인분자진화학자인 Masatoshi Nei 의제안으로 1984 년에처음학회지를발간한이래, 1992 년펜실베니아에서 Molecular Evolution conference 로시작하였다. 그리고 Nei 를비롯한 Walter Fitch 등의노력으로현재의학회로이어지게되었다. 현재 Molecular Biology and Evolution (MBE) 저널은분자진화학분야의가장저명한전문지로써이분야의발전에큰공헌을하고있다. 2. Molecular biology and Evolution 분자진화학은진화학에그뿌리를두고있는학문분야이다. 진화학은아주유명한박물학자인다윈이주장한진화론을근간으로하고있는데, 다윈은 종의기원 과 인간의진화 를통해종은변하고, 생물의형태와기능은창조된것이아니라자연적인선택에의해서만들어졌다고주장하였다. 물론이러한진화론과종교인들이주장하는창조론사이의논쟁은아직끝난것은아니지만, 진화학자들은창조론자들이반박할수없는진화론의증거들을제시하였고,

3 3 현재는과학계에서는정설로받아들여지고있다. 다윈이후의생물학의발전의속도는매우빨랐다. 특히이후의유전적인현상을이해하기위한많은실험이행해지면서집단유전학의부흥기를맞게된다. 또한왓슨과크릭의이중나선의발견과더불어형태학적인표현형연구에서유전형질을좌우하는 DNA/RNA/Protein 에대한연구가가능해졌다. 그뒤이를연구하기위해분자생물학이라는학문분야가생겨나게되었고, 고전적인진화학을연구하는학자들도이러한분자생물학의기법들을받아들이고활용하게되었다. 분자진화학이라는학문분야는최근급속도로발전되고있는분자생물학과진화학이융합된학문분야로써, 생물의기원은하나였다는대전제아래생명현상을이해하기위해서노력하는학문분야라고할수있다. 분자생물학적인최신기법들은복잡한생명현상을이해하기위해아주효과적이고, 빠른도구를제공해주는데, 진화학자들은이러한도구를사용하여분자생물학적인현상을보다쉽고빠르게이해하며, 생물의진화과정을분석한다. 분자생물학이종단위에서의생명현상을주로연구한다면, 분자진화학자들은이러한현상을동시에여러종에서관찰하여이들의유사성과차이점을비교분석한다. 이를통해다양한종에서공통된생명현상과종특이성을동시에연구하는것이다. 분자진화학은국내에는잘알려지지않았지만, 매우넓고다양한분야와깊은연관관계를맺고있다. 특히진화학의개념이도입될수있는모든분야가이에해당하는데, genomics, genetics, ecology, phylogenetics, bioinformatics, epidemiology, primatology, paleontology, pharmacology 등다양한분야를포함한다. 특히최근에는이러한분자진화학을이용하여인간질병을이해하기위한다양한시도가진행되고있다. 가장큰연구성과로는 HIV 연구라할수있는데, 분자진화학자들의도움으로 virus 연구에있어서가장중요한최초의 host 에대한연구와돌연변이율연구에서많은진전이있었다. 또한인간, 침팬지, 그리고레서스원숭이의전체지놈서열의공개로인해무엇이인간을인간답게만들었으며, 인간만이가지는특이적인지놈은무엇인지에대해서많은연구가분자진화학자들에의해서진행되고있다. 3. Plenary Lecture and Symposia SMBE meeting 의가장큰장점은아주다양한분야의심포지엄이존재한다는것이다. 물론 4 군데의서로다른강의장에서 15 분간격으로편성되어있는심포지엄을듣기위해서계속해서옮겨다니는것이쉬운일은아니었지만, 계속해서바쁘게뛰어다녀서그런지졸리지도않았다. 여기서는내가들었던내용중 1 편의 plenary lecture 와 3 편의 symposium 에대해서간단하게소개하고자한다. 처음소개할내용은 plenary lecture 로써 Paul Sharp 교수의 The origins and evolution of AIDS viruses 이다 년에처음발견되어매년수많은인명을해치는 AIDS 는레트로바이러스인 HIV-1 과 HIV-2 에의해서발병되는질병이다. 이들에대한초기연구는분자계통학적인연구방법을통해이루어졌는데, 이를통해 SIV 즉영장류의렌티바이러스와유사하다는것이밝혀졌고, 결국아프리카에있는두영장류인침팬지와망가베이가 HIV-1 과 HIV-2 의최초의숙주라는것이밝혀졌다. 그뒤에약 20 여종이상의야생원숭이에서다양한 SIV 가발견이

4 4 되었다. 그리고분자계통학을이용해이들 SIV 를연구한결과이러한 SIV 는계속해서호스트를옮겨다니면서종간감염을시키고있으며, 그로인해지금도다양한돌연변이가생기고있다고하였다. 하지만특이하게도인간에서발병하는 AIDS 의원인 HIV 의대부분은 HIV-1 M 그룹으로알려졌는데, 이는다양한 SIV 에서기원한바이러스중하나가 1 개의아미노산변화를통해인간의몸에서자신을증폭시킬수있게되어서인간의몸을감염시켰다. 이들에대한연구를통해초기발병이전약 50 년전에처음으로우리인간에게감염되었을것이라고추정하였다. 하지만이러한 HIV 바이러스의변이는매우빠르게생겨나고있으며, 최근에는 recombination 으로인한변이까지도관찰되고있다. 즉첫번째감염때보다 2 번째 3 번째다른바이러스의감염으로인해변이속도가더욱증가되고있다는것이다. 결국이러한빠른돌연변이의축척은 AIDS 질병을극복하는데가장큰장애물로작용하고있다. 다음은 200 여편의심포지엄중가장인상깊었던 3 편을소개하고자한다. 첫번째 symposium 은 Wen-Hsiung Li 의 Function and Evolution of microrna 이다. Li 교수는대학원분자진화학수업교재의저자이기도해서, 이번심포지엄은나에게매우색다른의미로다가왔다. 또한주제가 microrna 에대한것이었기때문에더욱흥미로웠다. Li 교수에따르면현재약 700 여개의 mircorna 가 mirbase database 에등록되어있는데, 이들도다른유전자들처럼진화과정동안에선택되기도하고사라지기도한다고하였다. 특이 microrna 중 seed region 은매우 critical 한지역이므로다양한영장류에서잘보존되어있으며이들은기능적으로도중요한역할을한다고설명하였다. 이러한 microrna 의전체 pool 의변화는생명체의생명현상유지에도매우중요한역할을한다고하였는데, 이러한개념을암연구에적용하고있다고하였다. 즉단백질 interaction 네트워크에서기능적으로중요한위치를차지하는 microrna 의연구 ( 암 vs 정상조직 ) 는암화된조직에서의 microrna 의기능이해와암화와의연관성연구에도매우중요하다고하였다. 두번째 symposium 은미국에서영장류계통분류를연구하고있는이수진박사의 Naturally evolving intergenic, non-coding DNA marker to resolve a genus level phylogeny of neotropical primates (Platyrrhini) 이다. 이수진박사의연구는현재계통분류학분야에서논쟁이되고있는신세계영장류의계통분류를해결하기위한연구로써단순한분자계통분류학이아니라, 보다근원적인연구였다. 현재까지주로이루어진분자계통분류학의연구는미토콘드리아유전자, Y 염색체의유전자, 잘보존된기능적인유전자, 레트로엘리먼트마커유전자등기존에알려진마커유전자를이용하여우리가원하는계통에있어서의유연관계를규명하는연구였다. 하지만이수진박사의연구는유전적으로중립적인 DNA marker 를선택하기위해마커유전자를선택하는연구부터시작을하였다. 많은부분의 screening 을통해레트로엘리먼트가존재하지않으면서, 유전자영역도아닌영역을 DNA marker 로쓰기위해서동정하였다. 그리고이영역의마커를이용하여신세계원숭이의계통분류를하였다. 또한남미현지대학과의공동연구를통해다양한신세계원숭이의 DNA 시료를확보하였고, 이들의

5 5 계통관계에대해서고찰하였다. 세번째 symposium 은미국에서레트로엘리먼트연구의대가인 Mark Batzer 교수의 L1 recombination-mediated deletions generate human structural variation 이다. L1 은레트로엘리먼트인 Line 의일종으로인간지놈에가장많은부분을차지하는레트로엘리먼트이다. 이연구를통해 Batzer 교수는 L1 이영장류진화과정동안에끊임없이우리인간의조상지놈에삽입되어왔고, 그들이지놈의여러군데에산재에있는데, 이들간의유사성으로인해이들이서로리콤비네이션되어그사이의지놈서열을결실시킨다고하였다. Batzer 교수연구팀은최근에 Alu recombination-mediated deletion (ARMD) 를처음주장하여학계에신선한충격을주었는데, 이연구는그것의연장선상인것으로보인다. 비록인간과침팬지와의비교에서직접적인유전자영역의변화는 2 개밖에동정되지않았지만, LRMD 로인해약 453kb 나되는지놈서열이침팬지와달라지게된것임을밝혔고, 이를통해인간과침팬지의차이를유발하는또하나의기작이밝혀진것이다. 그외아주흥미로운 symposium 이많았는데, 막스프랑크연구소 Paboo 박사의네안데르탈인의지놈프로젝트에관한연구, NCBI Scott 의 splicing 에대한연구, Masato 의 Patterson 박사연구에대한반박에대한연구와관련자의열띤토론, Naoki 의마카카의지놈 variation 연구등다양한연구가나를즐겁게해주었다. 4. Poster Session 포스터는약 750 여편이발표되었는데, 본인도생명공학연구원국가영장류센터분자유전학연구실식구인김영현, 김형우연구원과함께 3 편의포스터를발표하였다. 포스터세션은메일점심시간과저녁시간두번에걸쳐두시간씩처음부터같은장소에서진행이되었는데, 엄청난토론과대화의열기로인해서옆사람의목소리도잘들리지않을정도였다. 이제부터 5 편의포스터에대해간략히소개하겠다. 첫번째로소개할포스터는독일막스프랑크연구소의 Fischer Anne 의보노보지놈프로젝트에대한포스터이다. 보노보는일반침팬지와달리아프리카의콩고강유역에만서식하는침팬지이다. 이들은약 150 만년전에일반침팬지와의공통조상에서갈라져나왔지만, 서로다른외형, 성격, 사회구조를가졌다. 보노보는사회적인갈등을섹스를통해풀며, 사회구조도여성이주도하는구조이다. 그러므로이들에대한연구는인간 / 침팬지 / 보노보의진화의관계를해석하는데아주좋은기초자료가될것이다. 하지만지금까지보노보의연구는생태학적인연구에집중되어있어서분자생물학적인연구가거의이루어질수없었다. 그래서막스프랑크연구소의연구팀은보노보침팬지의지놈서열결정을시작하였고, 지금빠른속도로진행되고있다고한다. 본저자처럼영장류의진화에많은관심을가지는연구자에게는너무나기쁜소식이아닐수없었다.

6 6 하지만한가지아쉬운것은암컷보노보를이용하여서열결정을하고있는것이었다. 물론 Y 염색체의서열을결정하는것이얼마나어려운것임을알기에이해할수있으나레서스원숭이에이어보노보마저암컷제놈을서열결정한다는것은진화의열쇠를지니고있는 Y 염색체연구분야의퇴보를의미하기에많은아쉬움을남겼다. 두번째로소개할포스터는본인의포스터로써 WBS disease 즉윌리암스뷰렌신드롬을진화적으로이해하기위한내용이다. 월리암스뷰렌신드롬은인간염색체 7q21.23 영역이 hemizygous deletion 에의해다수의유전자가결실되어일어나는질병인데, hemizygous deletion 이생긴다는것에착안하여그영역이원래리콤비네이션이잘생긴다면우리인간과가까운종에서도그럴것이라고추측하고연구를시작했었다. 하지만이영역을인간, 침팬지, 그리고레서스멍키의지놈에서비교분석한결과놀라운결론을도출할수있었는데, 이영역이다양한 duplicon 으로구성되어있고, 이러한 duplicon 들의 recombination 이 deletion 의주된요인이라는것을문헌연구와지놈분석을통해알수있었다. 하지만중요한점은이러한 duplicon 들이우리의조상에서부터보유하고있던것이아니라진화과정동안에순차적으로 duplication 에의해서생성된것이라는것이다. 또한그러한 duplication 이최근에발생했다는것이다. 이러한 duplication 과정을통해새로운전사체도획득하게되고특정유전자들은 copy number 를증가시키게된다. 하지만최근에일어난듀플리케이션으로인해인간제놈의 instability 는감소하게되어 recombination 에이은 deletion 이발생하게되는것이다. 이러한연구는유전적인인간질병에대한연구도진화적관점으로접근하게되면새로운해석을할수있고보다근원적인원인을찾을수있다는것을보여주는것으로본인은계속해서분자진화학의기법을이용해인간질병의해석을진행해나갈것이다. 세번째포스터는일본의분자진화학분야의대가인 Saitou Naruya 연구실의 Mahoko 양의포스터로써영장류특이적으로보존되어있는 non-coding 영역에대한연구이다. 이들은영장류특이적인서열을연구하는데유전자영역을사용하지않고 non-coding 영역을이용하였다. 특히동물의진화과정동안에영장류에만존재하면서잘보존된 1460 개의 non-coding 영역을생물정보학적인기법으로동정하였다. 이들중 1205 개는유전자사이에존재하였으며, 265 개는인트론영역에포함되어있었다. 그리고 non-coding 영역과가장가까운유전자들의기능적인분석을위해 GO term 을분석하여이들이신경계와관련된유전자들이많다는사실도밝혔다. 비록기능적으로이들이영장류의어떤형질에영향을주었는지는알수없지만, 다른동물과비교되는영장류특이적인 non-coding 서열에대한연구는영장류연구의특이성과높은지능과관련하여아주중요한연구가될것이다. 네번째포스터도또한일본의연구그룹이발표한포스터인데분자진화학분야의대가인 Takahashi Gojobori 연구실의 Akiko Oqura-Noda 의조직특이적인유전자들의생성과진화에대한연구이다. 이들은인간유전자들을 in silico

7 7 발현연구를통해 1775 개의조직특이적인유전자들을동정하였고, 이들의생성연대를 22 개의진핵생물종에서분석하였다. 이를통해조직특이적인유전자들의생성연대를조사하였으며, 계통도에표기를하였다. 그결과는아주놀라운것이었는데, 대부분의조직특이적인유전자들은생성이후에바로조직특이적인유전자로써기능을하였다는것이다. 즉이러한유전자의생성으로인해조직들이자신들만의전사체를갖게되었고, 그순간에조직의형태도또한많은변화를겪었다는것이다. 특히 34% 의조직특이유전자는생식에관련된조직의유전자였는데, 이들은인간과새조상의분기이후에그리고인간과설치류조상의분기전에생겨난것이다. 즉 34% 의유전자들은알에서깨어나는난생이아니라어머니의배에서자라는태생을위해필수적인유전자라는의미이다. 이들은다양한진핵생물종의비교를통해조직특이적인유전자의진화와조직의형태와기능적변화에대한연구를비교분석하였다. 이러한연구를통해우리는조직특이적이유전자들의비밀에좀더다가갈수있을것이며, 이들의비밀을동물의진화와더불어풀수있을것이다. 다섯번째의포스터는특이한아이디어로진핵생물의계통을분석한오스트리아의생물정보학자 Ingo Ebersberger 의연구내용이다. EST 는 Expressed Sequence Tags 로써 NCBI 에존재하는생물데이타중가장양적으로방대하고다양한종의데이터가쌓여있는데이터중하나이다. 이그룹에서는이점에착안하여 EST 를이용하여진핵생물의계통을분석하기위해분자계통분석방법을착안하였다. 이들은 EST 가비록양적으로풍부하긴하지만 random sequencing 과낮은데이터의질로인해종간계통분류에있어서가장중요한 orthology 의결정에많은문제가있다는것을인지하고, 이를해결하기위해새로운방법을제시한다. 이방법은 reciprocal hit criterion 이란방법으로 EST 와알려진단백질서열을이용하여진화적으로잘보존된 1031 개의유전자들의 orthology 를재구성하는방법이다. 이러한방법을통해약 700 종에서 orthologous 한유전자를확보할수있었고, 이들을이용하여진핵생물의계통을분석하였다. 다섯편의포스터이외에도많은포스터를통해다양한학자들을만날수있었던포스터세션은한국의학회에서와는전혀다른질문과토론의장으로써외국학회에서만느껴볼수있는역동성이느껴지는세션이었다. 비록전세계인의서로다른영어발음으로인해서로서로힘들어는했지만, 그래도하나씩배워가면서서로이해해가는과정은너무나유익한시간이었다. 5. Concluding Remarks 스페인바르셀로나의 SMBE 2008 학회는분자진화학연구분야의역동성과국제적인추세를보여주는국제학회로써분자진화학과연관된학문분야를연구하는한문분야의연구자들에게는매우유익한학회라할수있다. 한국에서는힘들고외로운학문분야이지만, 전세계적으로는수많은연구자들이같은곳을바라보면서나아가고있다는생각에한국에돌아와서도많은힘을주었다. 또한이번학회를통해알게된스웨덴에서학위를하고있는박사과정

8 8 남학생, 일본에서포스닥과정을수행하고있는 2 명의박사님, 미국에서학위중인박사과정여학생그리고이미미국에서교수로써활동하고계신교수님, 해양연구원의박사님등한국인동료연구자들을나의소중한인연의재산이되었다. Disclaimer: "BioWave" is not political. The views and opinions expressed by its writers do not necessarily reflect those of the Biological Research Information Center(BRIC). c Copyright 2008, the Biological Research Information Center(BRIC), Pohang , Korea. 본글의저작권은 " 생물학연구정보센터 BioWave" 에있습니다. 일부내용인용시 " 생물학연구정보센터 BioWave ( Vol. 10 No. 14" 으로정보출처를밝혀야합니다. 전체내용에대한인용시생물학연구정보센터의사전허락 (mail: biowave@bric.postech.ac.kr Tel: ~8) 을받으신후전재가가능합니다. ( 단. 원저작자의경우는정보출처만밝히시면됩니다.)

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Microsoft Word - pv_0602.doc 1 씨감자 생산 체계와 바이러스병 검사 (화란체계를 중심으로) 함 영 일 대관령원예농협 기술자문위원 To whom correspondence should be addressed. E-mail :yih0512430@yahoo.co.kr 목 차 1. 서언 2. 화란 씨감자 생산단계와 검사 2.1. 보증된 씨감자의 중요성 2.1.1. 최소한의 질적 요구조건 2.1.2.