농생물 유전체 분석연구를 위한 핵심 소프트웨어 개발 및 국제 생물정보학술대회 발표
지난 3년간 IMT-2000출연금 농림분야사업을 주관하여 농업생물자원의 생체정보 활용을 위한 핵심분석 소프트웨어를 국내 연구진에 의하여 개발하고 인터넷을 통하여 농업생명공학정보센터(NABIC)에서 종합 서비스를 실시하고 있다.
농촌진흥청에서는 전 세계적으로 진행되고 있는 생물정보학 연구를 21세기의 생물산업 있어서 가장 중요한 분야로 인식하고 있으며, 이에 따라 유전체 연구에 대한 효율적인 연구방안을 모색하고, 생명공학분야의 원천기술을 개발하기 위한 산·학·연 협력사업 등 다양한 연구과제를 추진하였다.
이번에 개발된 생체정보 활용시스템은 종전의 선진국 모방형 생명공학연구에서 벗어나 생물정보의 집중화, 대량 유전체 분석, 생명공학 원천기술의 중점적 개발을 추진하여 미래 생명공학의 핵심인 정보 및 지적재산권 확보를 지원하기 위하여 농업생명연구 개발에 필요한 식물 미생물 유전자원 정보, DNA 정보 등 생물정보 데이터베이스와 유전자 분석을 위한 종합시스템이다.
IMT-2000출연금 농림분야 사업은 농업생명공학연구원이 정보통신부의 위탁관리기관으로서 “농업생명자원의 생체정보활용시스템 개발”을 위한 6개 대과제를 선정하여 3개 대학 및 1개 산업체가 주관연구기관으로 25개 산·학·연이 협동연구기관으로 참여하여 수행하였다.
학계에서는 고려대, 서울대, 이화여대, 충남대, 부산대 등 10개 대학이, 산업체에서는 바이오벤처인 마크로젠(주), 서린과학(주)과 IT업체인 엔솔테크(주), 동아시테크(주) 스몰소프트(주) 등 7개 업체가 공동연구기관으로 참여하였다.
개발된 주요 시스템은 식물유전자원 수집관리 및 유전분석(GRPS), 농생물 유전체서열 자동화 분석(SEMS), 초고속 생체정보 분석용 클러스터, 유전체비교 및 분자마커 분석(RiceSNP), 농생물 생체경로지도 분석 및 단백질기능 추정(BioPath) 및 농생물 유전자 칩 발현분석 기술(ISSAC) 등 농업생물자원에 대한 핵심 소프트웨어가 개발됨으로써 농진청내 연구원 뿐 만아니라 국내외 이용자를 대상으로 방대한 유전자원 및 유전체 정보를 분석 이용할 수 있게 되었다.
식물유전자원 수집관리 및 유전분석 시스템(GRPS)은 농촌진흥청 종자은행에서 보유중인 15만점의 유전자원 중 핵심이 되는 벼, 콩류, 원예작물 등 14작물 15,000점의 DNA profile 정보를 구축하여 보존자원의 동정 및 핵심집단 선발에 이용하고 있으며, 수집자원에 대한 지리정보(GPS) 분석시스템과 종자 이미지정보를 구축하여 국내외 유전자원 수집을 효율적으로 수행할 수 있고 농생물 유전체서열 자동화 분석 시스템(SEMS)은 유전체 분석에 필수적인 염기서열 결정, 서열정렬 및 유전체지도 작성, 유전자 구조와 기능을 예측 분석할 수 있는 시스템으로 현재 추진 중인 배추 유전체 해독연구와 벼, 미생물 등의 기능 유전체 연구를 지원하기 위한 핵심 기반 소프트웨어가 마련되었다.
유전체비교 및 분자마커 분석 시스템은 벼, 애기장대 등 밝혀진 유전체 정보를 이용하여 염색체상에 조밀하게 마커로 이용할 수 있는 단일염기다형성(SNP)을 분석하여 육종기술에 활용할 수 있는 시스템으로서 벼에서는 95,887개의 SNP 마커 정보와 주요 농업형질 근접마커, 애기장대에서는 26,828개의 배추와 비교 마커 정보를 제공하고 있다.
농생물 생체경로지도 분석 및 단백질기능 추정 시스템(BioPath)은 생체경로지도와 관련된 국내외 데이터베이스를 구축하고 유전자간 상호작용 분석과 단백질 서열 유사성이나 특정구조를 비교 분석함으로써 미지 유전자의 기능 추정에 이용할 수 있으며
농생물 유전자 칩 발현분석 기술(ISSAC)은 유리판에 고밀도로 부착된 DNA 칩을 이용하여 대량 유전자의 발현을 분석하고 기능을 예측할 수 있는 시스템으로서 다른 소프트웨어보다 다양한 통계적 추정방법 및 군집 분석 기능을 강화하여 보다 정확한 유전자 발현 해석이 가능하도록 하였다.
또한 초고속 생체정보 분석용 클러스터 시스템을 개발하여 저렴한 여러 대의 PC를 네트워크로 연결하여 수퍼컴퓨터급에 상당하는 고성능 컴퓨터를 구성함으로써 생물정보 분석을 위한 하드웨어 지원 시스템을 갖추었다.
농업생명과학연구원 한장호 연구관은 “생체정보 활용시스템 개발로 보다 진일보한 농업생명공학정보 연구, 분석 능력을 국내외 농업종사자와 연구계 및 관련기업과 첨단 정보를 공유하여 생명공학기술 선도국 조기 진입과 21세기 농업을 고부가 지식기반형 산업으로 전환하는데 이바지할 것”이라고 말했다.
농촌진흥청 개요
농촌 진흥에 관한 실험 연구, 계몽, 기술 보급 등의 업무를 담당하는 농림축산식품부 산하 기관이다. 1962년 농촌진흥법에 의거 설치 이후, 농업과학기술에 관한 연구 및 개발, 연구개발된 농업과학기술의 농가 보급, 비료·농약·농기계 등 농업자재의 품질관리, 전문농업인 육성과 농촌생활개선 지도 등에 관한 업무를 수행하고 있다. 1970년대의 녹색혁명을 통한 식량자급, 1980년대는 백색혁명 등으로 국민의 먹거리 문제를 해결하였으며, 현재는 고부가가치 생명산업으로 농업을 발전시키기 위해 많은 성과를 거두고 있다.
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