국내농업에서 차지하는 축산업의 비중은 날로 높아지고 있다. 농업전체 생산액 중 축산업 생산액은 40%를 넘어서고 있으며, 매년 6.3%씩 성장하고 있다. 이러한 국내축산업의 발전에는 국립축산과학원의 연구개발성과와 현장실용화기술 보급이 큰 몫을 차지하고 있다. 사양관리·축종개발·바이오환경·가축분뇨·방역관리·조사료생산 등 지속가능한 축산기술개발에 힘쓰고 있는 국립축산과학원의 연구개발성과 중 축산기술 우수성과를 연간기획으로 살펴본다.

“세계최초 검은닭 유전기준 설정”

10억 DNA염기쌍·1만6000개 유전체 지도분석

품종식별 유전자 마커활용·미래생명자원 활용

◇ 우리 고유의 유전자원으로 가치전환

맛과 영양이 뛰어난 검은 닭, 오계(烏鷄)는 예로부터 신장과 간장을 보호하는 효과가 있어 임금

채한화 국립축산과학원 동물유전체과 연구사

께 진상됐으며, 숙종과 철종이 즐기던 영양식으로 알려져 있다. 우리나라에서 언제부터 오계를 길렀는지 정확하지는 않지만 이서진의 ’본초강목’, 허준의 ‘동의보감’ 등에 기록되어 있는 것으로 보아 선조(조선 제 14대왕) 이전으로 추정하고 있다. 오늘날 오계는 국제연합식량농업기구(FAO) 가축다양성정보시스템(DAD-IS)에 등재된 한국의 고유 유전자원이다. 다시 말해 자원주권이 확보된 우리나라의 재래닭인 것이다. 오계 중에서도 ‘연산오계’는 천연기념물 제265호로 지정돼 보존·관리 되고 있다.

◇ 오계(烏鷄) 유전체 지도해독

오계는 멜라닌이 많아 고기와 뼈, 내장 등이 자흑색인 것이 특징인 검은 닭이다. 흑색 재래종도 비슷한 표현형을 갖지만, 볏, 부리, 눈, 정강이, 발 등 온몸이 까만 오계와 구분된다. 지금까지 닭의 유전적 기준(참조서열)은 ‘아프리카 야생닭’ 한 품종과 비교해 왔으며, 검은 닭의 특징을 설명할 수 있는 유전적 기준자체가 존재하지 않았다. 따라서 우리나라 고유 유전자원인 오계에 대한 유전적 기준

우리 고유품종인 오계(烏鷄)

설정이 필요했다. 오계의 유전적 기준을 설정하기 위해, 암컷 1마리(개체번호0217)로부터 전장유전체서열(세포 내 유전자와 그 이외의 영역이 포함된 모든 DNA 염기서열의 총합)을 결정했다. 결정된 전장유전체서열은 오계 염색체의 총 10억 DNA염기쌍에 대한 유전정보를 담고 있으며, 1만5766개 유전자의 위치와 역할 등이 포함된 종합적인 유전체 지도다. 이는 세계 최초로 검은 닭의 유전적 기준을 설정한 것이다. 무엇보다 우리나라 오계를 바탕으로 중국의 ‘실키’, 인도네시아 ‘아얌 쯔마니’ 등 세계 검은 닭의 공통된 특성을 파악할 유전자 안내지도를 만들었다는 데 큰 의미가 있다.

◇ 세계최초 오계품종 특성규명

닭의 참조서열을 비교한 결과, 오계는 ‘아프리카 야생닭’과 1만4848개 유전자를 공유하고 있었다. 오계에서만 발현되는 918개 신규 유전자와 야생닭에서만 발현이 되고 오계에서는 발현되

국제표준이 된 오계 유전체지도

지 않은 33개 결실유전자를 찾았다. 야생닭과 공유하고 있는 유전자 중에서도 오계의 검은 근막이 감싸고 있는 볏, 정강이, 피부 등 조직에서 다른 조직(간, 골수, 소뇌, 심장 등)보다 케라틴은 9배, 라미닌은 10배 이상 발현이 되는 것을 확인했으며, 오계근막의 특이적 발현도 HSF2전사인자가 조절한다는 것을 최초로 밝혔다. 또한 염색체 20번에 위치한 엔도텔린3(EDN3) 유전자의 구조변이는 멜라닌 색소 침착과 연관이 있다는 것을 밝혀냈다. 이처럼 오계의 전장유전체는 다른 닭에서 존재하지 않은 검은 근막을 가진 특성을 찾아가는 데 유전자 안내지도가 될 것이며, 해외 검은 닭들과 어떻게 차이를 나타내는 지를 설명하는 데 유전적 기준이 될 것이다.

◇ 우리 고유품종의 생명연구자원 가치제고

오계의 고유특성과 연관된 유전자 정보는 품종을 식별할 수 있는 유전자 마커로서 활용될 수 있고, 재래닭 유전자원으로써 가치를 확대해 나갈 수 있는 연구기반이 될 수 있다. 고유품종을 유전자원으로 오래 보존하기 위해서는 품종개량이 필요하고, 품종개량을 위해서는 유전체해독을 통해 재래품종의 유전적특징을 구명해야 한다. 품종의 고유한 특성을 결정짓는 유전변이와 품종특이 유전자들은 생물학적 네트워크 연구를 통해 순수 재래종과 혼합종 간의 혈통을 구분하고 판별하는 데 적용할 수 있다. 가축 유전자원의 효과적인 관리, 멸종 야생동물 보호 등을 위해 다양한 분야에서 동물 유전체 정보를 생산하고 있다. 이를 기반으로 상당수의 유전자 기능이나 유전자 주변영역에 대한 역할을 밝히게 되면 유전자의 기능조절을 통해 주요 경제형질과 질병저항성을 향상시킬 수 있게 된다. 나아가 가축의 유전적 기준적용으로 가축 유전자원에 대한 새로운 가치가 창출될 것으로 기대된다.

편집부  alnews@alnews.co.kr

<저작권자 © 농축산기계신문, 무단 전재 및 재배포 금지>