농촌진흥청, ‘난축맛돈’ 육질 관여 유전자 찾았다
육질 연관 유전자 11개 발굴 … 품종 개량 및 육성에 활용
농촌진흥청(청장 허태웅)은 제주 재래돼지를 이용해 개발한 흑돼지 품종 ‘난축맛돈’에서 육질에 관여하는 유전자를 찾았다고 밝혔다.
난축맛돈은 제주 재래돼지의 우수한 육질과 검은색 털(흑모색)을 이어받은 품종으로, 개량종을 이용해 체구를 키우고 성장 속도를 높이고 있는 흑돼지다.
난축맛돈은 고기 맛이 뛰어나고 전 부위를 구이용으로 이용할 수 있기 때문에 부위별 소비 불균형을 해소할 수 있는 대안 품종으로 주목받고 있다.
연구진은 난축맛돈의 육질 연관 유전자를 보다 정밀하게 확인하기 위해 난축맛돈, 제주 재래돼지, 랜드레이스, 두록 품종을 대상으로 멀티오믹스(multi-omice) 분석을 진행했다.
난축맛돈의 개량 과정에서 선택된 유전자를 찾는 진화 분석과 차등적으로 발현되는 유전자를 찾는 분석 을 실시한 결과, 육질에 관여하는 핵심 유전자 11개를 확인했다.
이 가운데 UGT8 유전자는 고기 육질을 결정짓는 지질, 포도당, 에너지대사 및 지방산, 담즙산 경로 등에 직접적인 영향을 주는 것으로 보고된 바 있다.
국립축산과학원은 이번에 확인된 11개 유전자의 단일염기다형성(SNP)7) 정보를 난축맛돈 판별에 활용할 수 있을 것으로 보인다고 밝혔다.
건국대학교와 공동으로 진행한 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Report) 3월호’에 실렸다.
농촌진흥청 국립축산과학원 김태헌 동물유전체과장은 “이번 연구로 난축맛돈의 우수성을 과학적으로 구명했다. 앞으로 국내 돼지 품종 개량 및 세계적인 품종 육성에도 활용이 가능할 것으로 기대된다.”라고 말했다.
연구에 참여한 건국대학교 김재범 교수는 “난축맛돈이 하나의 집단으로 독창성을 갖고 있음을 확인한 데 의미가 있으며, 앞으로 난축맛돈이 소비자들에게 더욱 사랑받길 바란다.”라고 전했다.
참고자료>
난축맛돈 육질 관련 유전자 발굴
❍ 분석 방법
- 난축맛돈 10마리의 혈액에서 유전체 정보를 생산하였으며, 그 중 5마리의 등심 조직에서 전사체 및 후성유전체 정보를 생산
- 제주재래돼지, 랜드레이스, 두록의 유전체 및 전사체 데이터는 NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)데이터베이스 정보를 이용
- 유전체 정보로 집단 유전체 및 진화 분석 수행. 난축맛돈에서 긍정적 선발 신호를 보이는 영역을 확인.
- 등심의 전사체 정보를 활용하여 난축맛돈과 3품종을 각각 비교했으며 난축맛돈에서 강하게 발현 되는 차등발현유전자를 발견하여, 해당 유전자들의 후성유전체 분석을 수행함.
❍ 분석 결과
- 각각의 결과들을 통합 분석한 결과 육질과 관련 있는 유전자 11개(UGT8, ZGRF1, NDUFA10, EBF3, ELN, UBE2L6, NCALD, MELK, SERP2, GDPD5, FHL2)를 확인.
- 특히 UGT8(UDP Glycosyltransferase 8) 유전자는 난축맛돈을 랜드레이스, 두록과 비교했을 때 난축맛돈에서만 발견 됐음. UGT8 유전자의 주요 역할은 고기 육질을 결정짓는 지질, 포도당, 에너지대사 및 지방산, 담즙산 경로 등에 직접적인 영향을 준다고 보고된 바 있음.
- 11개 유전자가 난축맛돈에서 상대적 발현 양이 높다는 것을 확인하였고 이와 관련해 난축맛돈의 조기 등심 육질 진단 방법을 국내 특허 출원 진행 중.
❍ 유전체 및 전사체 분석을 통한 집단의 구성 확인
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- 난축맛돈, 제주재래돼지, 랜드레이스, 두록이 각각의 집단으로 분리가 되며 난축맛돈은 3품종이 섞여 있으나 하나의 집단으로 구성되는 것을 확인.
❍ 멀티 오믹스 분석을 통해 11개의 난축맛돈 육질 관련 유전자 발굴
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<멀티 오믹스 수행 결과 표> |
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- 난축맛돈과 이외 3품종을 비교했을 때, 난축맛돈에서 통계적으로 유의한 긍정적 선발 신호 영역의 유전자면서 강하게 발현되는 유전자 11개 확인
1) 국립축산과학원에서 제주재래돼지와 한라랜드를 활용해 개발한 품종. 뛰어난 육질(변이-MYH3)과 검은털색(KIT)을 결정하는 핵심 유전자를 고정.
2) A functional regulatory variant of MYH3 influences muscle fiber-type composition and intramuscular fat content in pigs. (PLOS Genetics 2019. 10.)
3) 유전체, 전사체, 단백체, 후성유전체, 대사체 등 분자 수준에서 생성된 여러 데이터들을 총체적이고 통합적으로 분석하는 방법. 유전 육종, 질병 진단 및 치료제 개발, 환경 적응성, 질병 저항성 등의 다양한 유전학적 연구 분야에 쓰임.
4) Differentially. Expressed Gene(DEG), 품종 사이에서 유의미하게 유전자 발현차이를 보이는 것을 의미.
5) UGT8, ZGRF1, NDUFA10, EBF3, ELN, UBE2L6, NCALD, MELK, SERP2, GDPD5, FHL2
6) UDP Glycosyltransferase 8(Meech, R. et al. A novel function for UDP glycosyltransferase 8: Galactosidation of bile acids. Mol. Pharmacol. 87(3), 442–450(2015).
7) Single nucleotide polymorphism, 염기서열 중 하나의 염기서열 차이로 발생되는 개체 간 차이