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유전자 가위를 이용한 게놈편집 기술의 등장은 다양한 분야에서 분자육종에 대한 관심을 유발하였으며, 3세대 유전자가위 CRISPR 기술의 개발은 게놈편집을 통한 분자육종 시대를 가속화하고 있다. 본 연구에서는 최근 개발된 3세대 유전자 가위 CRISPR/Cas9을 이용하여 국내 보급품종인 백옥잠의 BmBLOS 유전자를 편집하여 돌연변이를 유도하고 유전형 및 표현형 검사를 통하여 유전자가위를 이용한 누에 분자육종가능성을 분석하고 이용기술을 확보하고자 하였다. 유전자 편집을 위하여 백옥잠의 BmBLOS 유전자의 염기서열을 구명하고, 이를 바탕으로 3종의 가이드 RNA를 합성하였다. 합성된 gRNA는 Cas9 단백질과 복합체를 형성시킨 후 BM-N 누에 세포주에 도입 후 T7 endonuclease I 분석을 통하여 편집효율이 가장 높은 B4N gRNA를 선발하였다. 누에 유전자를 편집하기 위하여 Cas9/B4N gRNA를 누에 초가 배아에 미세주사하고 사육하였다. 미세주사 후 부화율은 18% 가량으로 낮게 나타났으나 생존한 개체 중 돌연변이 발생율은 40% 이상으로 비교적 높게 나타났다. 또한 유전자 편집 G0세대누에 중 70% 가량에서 표현형의 변화가 관찰되었고, 염기서열 분석결과 대부분의 개체에서 BmBLOS 유전자가 정상과 돌연변이가 같이 존재하는 이형접합자 형태로 나타났으며, 그 유전형 또한 모든 개체에서 다르게 나타났다. 이러한 결과에 비추어 볼 때 CRISPR/Cas9 시스템을 이용한 누에 분자육종의 가능성은 매우 높을 것으로 예상되나, 유전자 편집효율을 개선하고 동형접합자를 얻기 위한 교배 및 선발방법에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 판단된다.
목차
서론
재료 및 방법
결과 및 고찰
References
초록
참고문헌 (24)
참고문헌 신청
An, H. Y., Cha, J. Y., Park, K. R., Kim, Y. R. and Cho, Y. S. 2013. Improvement effect of fermented silkworm (Bombyx mori L.) powder against orptic acid-induced fatty liver in rats. J. Life Sci. 26, 789-795.
Barrangou, R., Fremaux, C., Deveau, H., Richards, M., Boyaval, P., Moineau, S., Romero, D. A. and Horvath, P. 2007. CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes. Science 315, 1709-1712.
Basua, S., Aryana, A., Overcasha, J. M., Samuela, G. H., Andersona, M. A., Dahlemb, T. J., Mylesa, K. M. and Adelmana, Z. N. 2015. Silencing of end-joining repair for efficient site-specific gene insertion after TALEN/CRISPR mutagenesis in Aedes aegypti. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 112, 4038-4043.
Bibikova, M., Golic, M., Golic, K. G. and Carroll, D. 2002. Targeted chromosomal cleavage and mutagenesis in Drosophila using zinc-finger nucleases. Genetics 161, 1169-1175.
Bikard, D., Jiang, W., Samai, P., Hochschild, A., Zhang, F. and Marraffini, L. A. 2013. Programmable repression and activation of bacterial gene expression using an engineered CRISPR?Cas system. Nucleic Acids Res. 41, 7429-7437.
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