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한빛사논문

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한규동
한규동Kyudong Han

Louisiana State University

Science, Vol. 316. no. 5822, pp. 238 - 240 Mobile DNA in Old World Monkeys: A Glimpse Through the Rhesus Macaque Genome

Abstract

Kyudong Han,1* Miriam K. Konkel,1* Jinchuan Xing,1*{dagger} Hui Wang,1* Jungnam Lee,1 Thomas J. Meyer,1 Charles T. Huang,1 Erin Sandifer,1 Kristi Hebert,1 Erin W. Barnes,1 Robert Hubley,2 Webb Miller,3 Arian F. A. Smit,2 Brygg Ullmer,4 Mark A. Batzer1{ddagger}

The completion of the draft sequence of the rhesus macaque genome allowed us to study the genomic composition and evolution of transposable elements in this representative of the Old World monkey lineage, a group of diverse primates closely related to humans. The L1 family of long interspersed elements appears to have evolved as a single lineage, and Alu elements have evolved into four currently active lineages. We also found evidence of elevated horizontal transmissions of retroviruses and the absence of DNA transposon activity in the Old World monkey lineage. In addition, 100 precursors of composite SVA (short interspersed element, variable number of tandem repeat, and Alu) elements were identified, with the majority being shared by the common ancestor of humans and rhesus macaques. Mobile elements compose roughly 50% of primate genomes, and our findings illustrate their diversity and strong influence on genome evolution between closely related species.

1 Department of Biological Sciences, Biological Computation and Visualization Center, Center for Bio-Modular Multi-Scale Systems, Louisiana State University, Baton Rouge, LA 70803, USA.
2 Institute for Systems Biology, Seattle, WA98103, USA.
3 Center for Comparative Genomics and Bioinformatics, Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA.
4 Department of Computer Science, Center for Computation and Technology (CCT), Louisiana State University, Baton Rouge, LA70803, USA.

* These authors contributed equally to this work.

{dagger} Present address: Department of Human Genetics, University of Utah Health Sciences Center, Salt Lake City, UT 84112, USA

{ddagger} To whom correspondence should be addressed.

THIS ARTICLE HAS BEEN CITED BY OTHER ARTICLES :
Evolutionary and Biomedical Insights from the Rhesus Macaque Genome.
Rhesus Macaque Genome Sequencing and Analysis Consortium:Kyudong Han, Jungnam Lee, Young H. Kim et al. (2007) Science 316, 222-234

논문정보

  • 형식Research article
  • 게재일2007년 04월 (BRIC 등록일 )
  • 연구진국외 연구진
  • 분야 생명과학 > 유전학

관련 인터뷰

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 간단히 설명 2006년 1월에 Old World monkey lineage에 속하는 Rhesus Macaque genome sequence (rheMac2)가 BLAT과 ENSEMBL web sever를 통해 공개되었습니다. Rhesus macaque (Macaca mulatta)는 인간 질병 연구에 있어 중요한 역할을 하고 있습니다. 그 이유 중 하나가 인간 HIV/AIDS 질병 백신 개발을 위한 동물 모델로서 가장 적합한 biological source이기 때문입니다. 또한 nonhuman primate 통한 biomedical 연구에 있어 rhesus macaque이 18%를 차지하고 있습니다. 이번 rhesus macaque genome sequence는 comparative genomics와 bioinformatics 연구자들에게도 아주 유용한 생물학적 재료로서 이용될 것 입니다 (예, 인간과 침팬치 비교 연구의 outgroup). Mobile DNA는 jumping gene, selfish DNA 혹은 junk DNA라고 불리어 집니다. human과 chimpanzee genome과 마찬가지로, 이들은 rhesus macaque genome에 약 50%를 차지하고 있습니다. 하지만 실제로 active한 mobile element들은 많지 않습니다. 그러므로 mobile DNA를 유전자 화석이라고 부르기도 합니다. 저희 lab은 mobile element들 중 주로 retrotransposon (long interspersed elements [LINEs], short interspersed elements [SINEs], 그리고 SVA)을 연구하고 있습니다. 이들은 homoplasy-free genetic marker로서 forensic과 phylogenetic 연구에 많이 이용되고 있습니다. 또한 이번 연구에서 SNP (single nucleotide polymorphism) 이외에 Indian-origin rhesus macaque과 Chinese-origin rhesus macaque population을 완벽히 구분할 수 있는 중요한 population genetic marker로서의 이용 가능성도 보여 주었습니다. 최근에 junk DNA라고 버려졌던 이들이 host genome에서 여러 가지 중요한 기능을 나타냄으로써 많은 과학자들이 이 부분을 중점적으로 연구하고 있습니다 (예, exonization, exon shuffling, gene duplication 등). - 연구과정에서 생긴 에피소드 이번 연구는 약 1년 정도가 소요되었으며 이 기간 동안에 저는 평생 잊지 못할 여러 가지 일들이 일어났습니다. 저희 lab에는 한국인이 저를 포함해 두 명이 연구하고 있는데요 한 분은 제 아내 이정남 입니다. 제 아내는 이번 연구 기간 동안 임신 중 이였습니다. 아기를 출산하기 전날까지 실험실에서 저와 같이 실험을 하였습니다. 주말이나 휴일은 상상도 하지 못했구요. 저는 작년 8월 말에 박사학위를 취득하기 위해 final exam을 치르고 dissertation 함께 준비해야 했습니다. 그리고 마침내 올해 1월 말에 Andrew Han이라는 아주 건강한 제 2세를 갖게 되었습니다. 저에게 이 1년은 너무나도 길고 힘들었던 해였지만 어떻게 보면 너무 많은 것을 얻은 해였습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. Rhesus Macaque Genome Sequencing and Analysis Consortium Dr. Richard Gibbs (Baylor College of Medicine)를 중심으로 35개의 대학과 연구소에서 약 170명의 저자가 이번 main paper (Evolutionary and Biomedical Insights from the Rhesus Macaque Genome, Science 316: 222-234)를 집필하게 되었습니다. 이번 연구기간 동안 매주 한 번 conference call을 통해 각 그룹들간의 실험결과의 보고와 고찰이 이루어 짐으로써 여러 학교들간에 communication이 이루어졌습니다. 저는 루이지에나 주립대학 생물학과의 Dr. Mark A. Batzer lab에 Postdoctoral 연구원으로 재직 중 입니다. 저희 lab은 현재 2명의 staff, 2명의 post-doc, 5명의 대학원생과 10명의 대학생들로 구성되어 있는 lab입니다. 우선 공동 기자재실이 잘 갖추어져 실험을 하는데 있어서 불편함이 없습니다. 또한 저희 lab은 3대의 automatic sequencer를 보유하고 있어 DNA sequencing 결과를 자유롭고 신속하게 얻을 수 있고 20대 이상의 최신 PCR machine (Q-PCR 5대)을 가지고 있어 genotyping을 하는데 적절한 실험실입니다. 3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 2년 동안 teaching을 겸하면서 3년 만에 박사과정 연구를 마무리한 것이 가장 큰 보람인 것 같습니다. 옆에서 항상 격려해준 아내에게 고맙다는 말을 전하고 싶습니다. 4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면? 제가 현재 연구하는 분야는 phylogenetic analysis, comparative genomics, 그리고 molecular evolution입니다. 이러한 주제의 연구는 주로 컴퓨터 작업과 실험실에서 실험을 모두 요구합니다. 한국 학생 분들께서 실험을 잘 하신다는 사실은 전 세계가 알 것 입니다. 그러므로 컴퓨터 관련 프로그램이나 언어를 같이 겸비하신다면 어디를 가시더라도 좋은 장점이 될 것 입니다. 모든 분들께서 아시는 사실이지만, 지도교수님과 학생의 관계와 실험실 분위기가 정말 중요합니다. 그래서 저는 lab rotation을 적극 추천 드립니다. 저도 한 학기를 lab rotation을 하면서 저에게 맞는 실험실을 찾았습니다. 또한 열심히 일하시는 연구자에게 좋은 project가 따르는 것 같습니다. 열심히 하시는 분들은 눈에 띄는 법이라 지도교수님이나 post-doc들이 열심히 하는 대학원생에게 우선순위로 좋은 기회를 주시기 때문입니다. 5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면? 현재 저는 retrotransposon을 통한 genomic instability에 관해 3명의 대학원생 함께 연구하고 있는 중 입니다. 이것을 잘 마무리한 후, retrotransposon에 의한 질병 연구나 cell culture assay를 이용해 mobile element의 새로운 기능들을 찾아내고 증명해보고 싶습니다. 6. 다른 하시고 싶은 이야기들.... 먼 미국땅에서 항상 아버지처럼 대해 주신 저의 지도교수님 (Dr. Mark A. Batzer)께 감사하다는 말을 전하고 싶습니다. 또한 박사 과정뿐만 아니라 현재까지도 연구과정 중 끝임 없는 격려와 도움을 주신 김주명 (http://jookimlab.lsu.edu/JooKimLab/Home.html) 교수님께 감사 드립니다. 마지막으로 24시간 항상 곁에 있는 아내와 85일된 아들에게 좋은 남편과 아빠가 되고 싶다는 말을 전하고 싶습니다. Received for article April 16, 2007
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