애기장대 게놈프로젝트가 끝난 지 일년이 된 지금 연구자들은 유전자들의 완전한 기능분석에 힘을 집중하고 있다. 본 논문은 이미 알려진 정보가 좀더 효율적으로 사용될 수 있도록 현존하는 생명공학의 도구들의 연결을 도식화하고 답을 제시하려 한다.
근년에 들어서는 완전히 공개된 게놈 정보를 바탕으로 한 reverse-genetic접근이 일반화되어 DNA서열과 단백질 서열 정보를 바탕으로 하여 기능을 알아내려 하고 있다. 따라서 DNA염기서열은 생화학적, 유전적, 조절자적, 생체반응적, 세포생물학적, 유기체적, 진화적 현상과 기능분석에 중앙심장 역할을 한다.
염기서열로부터 여러 접근이 가능하여 아래에 나열한바와 같다. 유전자를 클론 하거나 발현시키고, Green Fluorescent Protein (GFP)와 합성하고, 단백질 산물의 항체를 만들고 특정단백질의 기관, 조직, 세포하층에서의 특정위치를 밝히며 그들의 기능을 밝히려 하고 있다.
이와 같은 연구들은 돌연변이체의 세포학적 표현형의 특이성을 해석해줄 여지를 보일 것이다. 돌연변이체의 목표 유전자들은 이제 DNA서열을 바탕으로 하여 유전자 은행으로부터 선발될 수 있다. 돌연변이체들의 분석은 또한 다른 상동 단백질분석을 통하여 생화학적으로도 해석이 가능할 것이다.
여러 방향과 방식으로 연구되어온 식물 생명공학은 이제 모든 것이 상호 연결되어 있으므로 올바르게 운용이 된다면 유전자 기능과 유전자 진화의 보다 더 확실한 이해를 가져다 줄 것이다.
Mayer와 Mewes박사는 그들의 논문에서 식물 생명공학의 장래는 어떻게 애기장대의 유전정보 연구에서 훨씬 크기가 큰 게놈을 가진 곡물인 벼의 연구로의 연결로 이어지느냐가 관건이라고 하였다. 이외의 다른 주요 식량작물들은 애기장대 보다 10-50배가 넘는 게놈 크기를 가지고 있다. 그들은 이러한 한계를 극복하기 위한 몇 가지 방안을 제시하고 있다. 이와 비슷하게 Osterlund와 Paterson역시 비밀은 정보의 통합이다고 전한다.
식물학의 미래는 유전자 발굴과 기능분석에 있다. 이러한 기능분석학을 위한 여러 가지 새로운 기술이 제공되고 있으며 식물 특유의 장점으로 인한 혜택도 많이 있다. 예로 식물에서의 유전학, 생리학, 분자, 세포, 진화기관생물학의 진보는 타의 추종을 불허한다. 이는 식물은 곧바로 이러한 생명과학의 정보를 이용하여 식량증대, 영양분 개선, 다량 단백질 생산, 특수 대사 작용산출, 환경정화에 쓰인다는 장점이 있다. 반면에 식물에서는 생화학, 단백질 화학, 물리화학 등의 느린 발전이 단점으로 지적이 되고 있다. 결론적으로 DNA염기서열을 다른 모든 분야의 정보와 통합함으로써 보다 빠르고 정확하게 유전자와 단백질의 기능 탐색이 가능할 것이다.
by Richard B Meagher
출처: Current Opinion in Plant Biology 2002 5:135-140 April
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