북서태평양 표층 해역에서 DMS 생성 유전자인 dddP의 다양성 연구

Abstract

해양에서 DMS (dimethyl sulfide)는 식물플랑크톤에 의해 생성된 DMSP의 분해 과정에서 생성되며, 다양한 DMSP lyase가 참여하는 것으로 알려져 있다. DMS는 대기로 방출된 후 산화과정을 거쳐 구름을 생성하는 응결핵으로 작용함으로써, 기후를 조절하는 기후 가스로 잘 알려져 있다.현재까지 다양한 종류의 DMSP-dependent DMS producing (ddd) 유전자가 알려져 있으며, 그 중dddP 유전자가 해양에서 가장 우점한다. 본 연구에서는 동중국해에서 열대 빈영양 해역에 이르는북서태평양 해역에서 dddP 유전자의 다양성을 조사함으로써, DMS 생성에 중요한 역할을 하는박테리아 그룹을 파악하고, 그들의 분포 특성을 이해하고자 하였다.dddP 유전자의 다양성은 barcoded amplicon pyrosequencing을 이용하여 연구하였다. 본 연구에서 dddP 유전자의 다양성은 동중국해와 대양의 빈영양 해역에서 뚜렷이 구별되는 양상을 나타내었다. 빈영양성 열대·아열대 해역에서 하나의 clade가 가장 우점하였으며, 계통 분석 결과는 이clade가 SAR116 그룹에 속하는 균주로부터 얻어진 유전자를 포함하고 있음을 보여주었다. 현재까지 SAR116 그룹에 의한 DMS 생성은 보고되지 않았으나 본 연구에서 DMSP를 첨가한 시료에서DMS가 생성되며, DMSP에 의해 dddP 유전자의 발현이 촉진되어, SAR116 그룹이 DMS를 생성할 수 있음을 보여주었다. 또한 가장 우점하는 genotype에 대한 qPCR 결과는 이 그룹의 dddP유전자가 빈영양성 대양의 표층 50 m 이내에서 높은 수로 분포함을 보여주었다. 이상의 결과는SAR116 그룹이 빈영양성 대양 환경에서 DMS 생성에 중요한 그룹임을 시사하였다. 기후 가스로 잘 알려져 있다.현재까지 다양한 종류의 DMSP-dependent DMS producing (ddd) 유전자가 알려져 있으며, 그 중dddP 유전자가 해양에서 가장 우점한다. 본 연구에서는 동중국해에서 열대 빈영양 해역에 이르는북서태평양 해역에서 dddP 유전자의 다양성을 조사함으로써, DMS 생성에 중요한 역할을 하는박테리아 그룹을 파악하고, 그들의 분포 특성을 이해하고자 하였다.dddP 유전자의 다양성은 barcoded amplicon pyrosequencing을 이용하여 연구하였다. 본 연구에서 dddP 유전자의 다양성은 동중국해와 대양의 빈영양 해역에서 뚜렷이 구별되는 양상을 나타내었다. 빈영양성 열대·아열대 해역에서 하나의 clade가 가장 우점하였으며, 계통 분석 결과는 이clade가 SAR116 그룹에 속하는 균주로부터 얻어진 유전자를 포함하고 있음을 보여주었다. 현재까지 SAR116 그룹에 의한 DMS 생성은 보고되지 않았으나 본 연구에서 DMSP를 첨가한 시료에서DMS가 생성되며, DMSP에 의해 dddP 유전자의 발현이 촉진되어, SAR116 그룹이 DMS를 생성할 수 있음을 보여주었다. 또한 가장 우점하는 genotype에 대한 qPCR 결과는 이 그룹의 dddP유전자가 빈영양성 대양의 표층 50 m 이내에서 높은 수로 분포함을 보여주었다. 이상의 결과는SAR116 그룹이 빈영양성 대양 환경에서 DMS 생성에 중요한 그룹임을 시사하였다.