보도자료 년 월 일 목 부터보도될수있도록협조부탁드립니다 작성과동물유전체과 과장박응우담당자농업연구사임다정연락처 제공일 총 장 한우질병 생산능력찾아내는유전자칩개발 - 한우맞춤형 비용 40% 절감으로유전체선발실용화기대 - < 한우맞춤형유전자칩 - 검은판안의작은직사각형 하나가한우 1 마리유전정보를 분석하는칩 > 1) 염기서열정보 : DNA 의기본단위인 4 개염기 (A, T, G, C) 들을나열해놓은정보. 이보도자료와관련하여보다자세한내용이나취재를원하시면농촌진흥청동물유전체과임다정농업연구사 ( 063-238-7306) 에게연락주시기바랍니다. 2) 특허명 : 소의도체형질판별용단일염기다형성마커및이의용도, 특허출원번호 : 제 10-2017-0137779 호
한우맞춤형유전자칩개발 요 한우의유전정보담은맞춤형유전자칩개발로유전체육종실용화기반마련 * 한우집단의전장유전체정보활용 54,189 개의유전마커정보가포함된유전자칩개발 * 해외소품종의유전정보로구성된상용칩에비해약 10% 정보활용율증가, 40% 예산절감효과 * 암소개량, 국가단위씨수소선발, 유전적질환예측, 친자감정, 성판별, 생산능력예측등다양한산업분야에서활용 한우맞춤형유전자칩정보 54,189 개의유전정보가포함된한우맞춤형유전자칩개발 한우집단에존재하는상용칩마커 : 49,762 개 - 일루미나 (Illumina) 사 ( 社 ) 에서기사용중인상용칩유전마커 약 질병 ( 한글 ) 질병 ( 영문명 ) 유산 Abortion 연골무발생증 Achondrogenesis 연골무발생증 (type II) Achondrogenesis, type II 관절굽음증 Arthrogryposis, distal, type 1B Arthrogryposis, lethal syndrome Cardiomyopathy 심근증 Cardiomyopathy and woolly haircoat syndrome 복합척추이상증 Complex vertebral malformation 선천성근육위축증 Congenital muscular dystonia 1 왜소증 Dwarfism 수포성표피박리증 Epidermolysis bullosa, dystrophic 당원축적증 Glycogen storage disease II 혈우병 Haemophilia A 열성비늘증 Ichthyosis congenita 치명비늘증 Ichthyosis fetalis 만노사이드축척증 Mannosidosis, beta 뮤코다당질축적증 Mucopolysaccharidosis IIIB 근육비대증 Muscular hypertrophy (double muscling) 허약송아지 Perinatal weak calf syndrome 가성근긴장증 Pseudomyotonia, congenital 안검하수, 지적장애 Ptosis, intellectual disability, retarded growth and mortality (PIRM) syndrome 수초형성부전 Spinal dysmyelination 합지증 Syndactyly (mule foot) 미굴절 Tail, crooked 생선악취증후군 Trimethylaminuria 아연결핍증 Zinc deficiencynalike syndrome < 표 1> 유전성질환마커정보 ( 도체형질 ) 한우도체형질관련유의마커 : 4,383 개 - 한우보증씨수소염기서열이반영된유전마커 ( 유전성질환 ) 해외육우와젖소의유전성질환관련마커 : 44개 - 가축유전질병데이터베이스 (OMIA) 활용관련마커정보탐색 < 그림 1> 연골무발생증 < 그림 2> 관절굽음증 < 그림 3> 선천성근육위축증 < 그림 4> 왜소증
< 표2> 상용칩과한우맞춤형칩비교 비교항목 상용칩 한우맞춤형칩 소비자가격 13만원선 8만원 마커수 53,218개 54,189개 관련품종 홀스타인, 앵거스등해외품종 20여종 해외품종 + 한우집단 최신염기서열반영여부 - 한우보증씨수소전장유전체정보 (4,883개마커 ) 유전성질환정보 - 24종유전성질환정보보유 (44개마커 ) 친자감정 보유 보유 ( 국내재래소활용가능 ) 성판별 보유 보유 < 그림 5> 한우맞춤형유전자칩 < 그림 6> 한우맞춤형유전자칩실험과정 유전자칩그림 고기시료, 혈액, 비강점막, 모근, 귀조직, 동결정액등시료채취 각시료로부터 DNA 추출및농도 순도측정 추출된 DNA 활용유전자칩과혼성화반응과유전자형정보추출 활용방안및기대효과 ( 예산절감 ) 상용칩대비 40% 예산절감에따른한우참조집단크기확대 ( 다목적용 ) 유전체선발, 유전성질환검사, 친자감정, 성판별등에활용 ( 농가활용 ) 농가보유암소의유전능력조기예측으로 - 산업축군및암소개량을위한유전체육종실용화기술개발가능
질문 1 이번유전자칩을개발하게된계기는무엇인가요? 질문 4 유전자칩은한우에서만사용가능한가요? 2000년중반부터유럽, 미국등에서유전정보를활용한육종기술이실용화되면서축산분야에서는유전자칩으로주요경제형질 ( 예 : 육량, 육질 ) 에대한분자마커개발, 씨가축선발등의연구가진행되었습니다. 전세계적으로판매되는상용칩은약 20개의해외소품종에존재하는유전마커 5만여개가포함되어미국에서개발되었는데, 한우에적용할경우, 약 1/3의유전정보가한우에서얻어지지않아정보손실의문제점이발생해사용에제약이있었고, 최신분석된염기서열정보가반영되지않아새로운유전변이를발굴하고활용하는데있어한계점을가지고있었습니다. 질문 2 이유전자칩은왜필요한가요? 유전자칩이필요한이유는기존의혈통정보만이용하는것보다유전정보가추가되면선발의정확도가 10% 이상올라가한우개량의속도를증진시킬수있고, 고기생산능력을좋게할수있는원인이되는유전자를밝혀내기위해서입니다. 질문 3 기존상용칩과개발한칩은어떤차이가있나요? 기존상용칩은앞서말씀드린바와같이해외소품종에서고르게존재하는유전정보로구성되었지만, 이번에개발한칩은기존상용칩에서정보손실이발생되는유전마커를제거한한우집단에존재하는 49,762개마커, 한우의도체형질을예측할수있는유전마커 4,383개, 유전성질환을검사할수있는마커 44개를추가하여총 54,189개로구성하였습니다. 한우에최적화되었지만, 국내재래소인칡소와흑우가한우와유전적으로비슷한만큼국내에사육되는소를대상으로유전정보를생산하는데사용할수있습니다. 젖소는기존상용칩과비교하였을때오히려더적은유전정보를가지게될것이라예상합니다. 질문 5 유전자칩은한마리에서만확보해도되나요? 유전성질환과다르게육질이나육량은여러유전자의상호작용과환경요인등다양한요인에의해영향을받게되는데, 이들과연관된유전변이의발굴을위해서는최소 5천마리이상의유전정보가필요합니다. 이렇게많은유전정보가확보된후에내가알고자하는개체의유전자칩정보를생산하게되면유전능력을알수있습니다. 질문 6 해외에도비슷한연구가진행되었나요? 유전자칩개발은상용칩을사용하기도하지만해외에서도각국의사정에맞게자체적으로개발하고있습니다. 예를들어, 우유를생산하는젖소에서많이발생하는유전성질환에서돌연변이정보를검사할수있도록특화된유전자칩, 고기육질의등급을예측할수있는유전자칩등이상용화되어판매되고있습니다. 특히, 미국, 유럽등에서젖소의유전체정보가활용된씨수소선발이산업적으로정착되어있어업체, 협회, 유관기관등에서유전자칩을활용한유전정보생산이대규모프로젝트로진행되었습니다. 이를통해우유생산, 번식, 생산수명형질의유전적개량량이급격하
게증가되는결과를얻게되었습니다. 국내에서는가축은아니지만, 한국인맞춤형유전자칩을개발하여한국인 10만명에대한유전정보를생산하여만성질환 ( 당뇨, 고혈압, 등 ) 의유전요인규명, 예방분야에활용하고있습니다. 질문 7 이번기술은구체적으로어떤산업에활용될수있나요? 유전자칩은유전정보를통해유전능력을예측해유전능력이우수한씨수소선발을위해직접적으로사용될수있습니다. 유전능력이고려된씨수소선발은부모능력만을고려한전통적방법보다개체의유전적능력을정확하게예측해유전적개량량을향상시켜농가소득향상에기여할것이라예상됩니다. 되었습니다. 확보된한우의유전정보를기반으로농가의암소개량이이루어질경우, 송아지때암소의유전능력을예측하여후대생산용어미소혹은고기소로사용할지암소의개량방향을조기에선택할수있게됩니다. 앞으로지방자치단체, 농가등이직 간접적으로유전자칩을활용해보유개체의유전능력을보다정확하게예측할수있도록유전자칩의콘텐츠강화와업데이트가이루어져최종적으로가격을더낮출수있도록후속연구를추진하여산업화할계획입니다. 국가단위한우개량체계에유전체정보를활용한씨수소선발 ( 유전체선발 ), 씨암소개량등국가개량체계개선에적용될수있습니다. 한우개량의중요한형질인등심단면적, 마블링 ( 결지방 ), 도체중, 등지방두께인육질, 육량관련마커정보를활용하여형질에영향을주는유전자를발굴하여조기예측할수있는연구도할수있습니다. 외국육우와젖소에서보고된유전성질환관련마커정보로한우에서관련된돌연변이정보를보유하고있는지확인이가능하여유전적으로질병없는청정한한우집단을만들수있습니다. 질문 8 경제적효과는어느정도기대되나요? 기존상용칩의경우 13 만원선에형성되어실용화하기에많은부담이 있었습니다. 한우칩의경우 8 만원으로예상되어약 40% 이상예산이 절감되어동일예산에서더많은한우의유전정보를확보할수있게