Cell Biology & Molecular Genetics Laboratory
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Research
On the cover: Raphanus sativus L. is a root crop species of the Brassicaceae family that accounts for ∼2% of global vegetable production. See Huh et al. (https://doi.org/10.1002/ csc2.21125). Photo credit: Jason Leung.
식물 유전체·전사체 기반 형질 관련 유전자 기능 연구
식물 유전체·전사체 기반 형질 관련 유전자 기능 연구
세포 및 분자 유전학 연구실은 식물의 유전체 및 전사체 정보를 구축하고, 이를 토대로 다양한 형질을 조절하는 유전자의 기능을 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 무, 포도, 배추 등 주요 작물을 대상으로 전장유전체(whole-genome) 해독과 전사체(transcriptome) 분석을 진행하여, 작물의 유용 형질을 결정하는 핵심 유전자를 발굴하고 있습니다. 특히 무의 표준 유전체 정보와 고해상도 유전자 지도를 활용하여 적색 뿌리 형질, 자가불화합성 등 다양한 형질의 유전적 기반을 밝히고 있으며, 이를 바탕으로 대용량 분자 마커 개발에도 주력하고 있습니다. 본 연구는 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술과 오믹스(omics) 기반의 통합 분석을 통해 유전자 구조, 발현 양상, 유전적 변이 정보를 종합적으로 해석합니다. 이를 통해 형질 관련 유전자의 기능을 예측하고, 실제 식물체에서 유전자 발현과 형질 발현 간의 연관성을 실험적으로 검증하고 있습니다. 또한 유전체, 전사체, 대사체, 표현체 등 다층적 오믹스 데이터를 활용하여 복합 형질의 유전적 조절 네트워크를 체계적으로 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 색, 맛, 내병성, 생산성 등 작물의 목표 형질을 조절하는 분자적 원리를 이해하는 데 기여하며, 궁극적으로 분자육종, 유전자 편집, 맞춤형 품종 개발 등 농업생명공학 분야의 발전을 뒷받침하고 있습니다.
포도·무 오믹스 기반 종자 발달 및 탄닌·2차 대사산물 연구
포도·무 오믹스 기반 종자 발달 및 탄닌·2차 대사산물 연구
본 연구실은 포도와 무를 중심으로 전사체, 대사체, 표현체 등 다양한 오믹스 정보를 활용하여 종자 발달, 탄닌 대사 및 2차 대사산물 생성 기작을 연구하고 있습니다. 포도의 전사체 분석을 통해 종자 발달에 관여하는 유전자를 발굴하고 기능을 규명하며, 탄닌 생합성 경로 관련 유전자의 탐색과 기능 분석을 통해 포도 과피의 품질 및 기능성 향상을 목표로 하고 있습니다. 또한 무의 다양한 유전자원을 대상으로 한 유전체 분석을 통해 적색 뿌리 형질과 자가불화합성 등 주요 농업 형질의 유전적 메커니즘을 밝히고 있습니다. 이와 함께 세포배양, 조직배양, 형질전환 등 식물생명공학적 기법을 활용하여 시코닌을 포함한 2차 대사산물의 생산 및 조절 메커니즘을 연구하고 있습니다. 특히 세포 현탁배양 시스템을 이용한 시코닌 유도체 생산과 포도 및 무의 유전자 기능 분석을 위한 형질전환 시스템 구축은 특허 및 실용화 연구로도 확장되고 있습니다. 이러한 연구는 식물 유래 유용 대사산물의 생산성을 향상시키고, 기능성 식품 및 의약 소재 개발을 위한 과학적 기반을 제공합니다. 더 나아가 오믹스 데이터의 통합 분석을 통해 종자 발달과 탄닌 및 2차 대사산물 생합성 경로를 정밀하게 규명하고, 관련 유전자 마커 개발과 분자육종 전략 수립에도 기여하고 있습니다.
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