요각류 난의 NGS를 위한 DNA 분석 건의 비교와 적용

Abstract

요각류는 해양 생태계에서 1차 생산력을 상위포식자에게 전달하는 중간자로서 해양 미소 먹이사슬을 유지하는데 중요한 생물이다. 요각류는 알을 낳는 생활사를 가지며 일부 요각류는 휴면란을 형성해 불리한 해양 환경을 극복하는 생존전략을 가지고 있다. 이러한 생존전략은 특정 시기에 다음 세대 요각류 성체의 재가입을 높일 수 있다. 그러므로 해양 생태계에서 상위포식자의 분포와 확산을 이해하려면 요각류의 생물량과 난 생산량에 대한 연구가 중요하다. 하지만 요각류의 난은 형태적으로 유사하기 때문에 동정이 어려운 점이 존재한다. 이런 이유 때문에 유전학적 분석을 기반으로 하는 차세대염기서열분석(Next Generation Sequencing, NGS) 분석 방법이 필요하다. 이 연구는 Sediment trap으로 얻어진 환경시료를 이용해 요각류 난을 고려한 군집 분석을 목적으로 효과적인 DNA 분석 조건을 탐색하기 위해 두 가지의 주제로 진행됐다. 첫 번째는 DNA 추출의 편리성 개선을 목표로 요각류 난의 DNA를 추출하기 위해 보편적으로 사용되었던 HotSHOT(Hot sodium hydroxide and Tris) 방법을 PowerSoil Kit와 Blood & Tissue Kit로 대안이 가능한 지 판단하는 것이다. 두 번째는 일루미나(Illumina)의 MiSeq 플랫폼에 적합한 universal primer를 탐색하기 위해 16S rRNA, cytochrome c oxidase I(COI), large ribosomal subunit(LSU) D2의 세 가지 영역을 비교하는 것이다. 연구의 결과는 PowerSoil Kit와 Blood & Tissue Kit가 HotSHOT의 대안이 될 수 있었고, Kit를 비교했을 때 더 높은 요각류 생물량을 나타낸 것은 Blood & Tissue Kit였다. 또한 전기영동의 결과를 보면 MiSeq 플랫폼이 요구하는 bp의 길이(2*300 bp paired-ends)에 적합한 universal primer는 대략 500 bp의 길이를 나타낸 LSU D2 영역이었다. 이러한 결과는 요각류 난을 목적으로 한 DNA 분석 방법의 체계를 정립하는데 도움이 될 것이다.