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Tigriopus japonicus (티그리오푸스 자포니쿠스)

동물계(Animalia)
   절지동물문(Arthropoda)
       소악강(Maxillopoda)
          갈고리노벌레목(Harpacticoida)
               장수노벌레과(Harpacticidae)

<출처:http://www.dongascience.com/News/contents.asp?mode=view&article_no=20080704092708>

연구목적

크기가 작아 다루기 쉽고 민물과 바닷물에 널리 분포해 독성시험 종으로 적합하여 환경오염을 측정하는데 유용하다.

연구내용

2002년 하팍티쿠스과 요각류인 티그리오푸스 자포니쿠스의 미토콘드리아 유전체의 뉴클레오티드 염기서열이 PCR기법과 ‘프라이머 walking’ 방법으로 해독되었다. 그 유전체(14,628 bp)는 다른 메타존 동물들에서 발견된 37개의 동일 유전자 세트(2 ribosomal RNA, 22 transfer RNA, and 13 protein-coding genes )를 포함하고 있지만 자포니쿠스의 미토콘드리아 유전체와 비교되어 보고된 적은 없었다. 게다가 대부분의 메타존 동물들의 미토콘드리아 유전체와는 달리 모든 유전자가 한 가닥에 암호화되어 있었다. 크기가 축소된 tRNA 와 rRNA 유전자 때문에 절지동물계통에서 가장 작은 미토콘드리아 유전체를 지닌다. 자포니쿠스의 선조 종에서 큰 규모의 유전자 재배열이 발생한 듯 보이지만 이러한 유전자 재배열을 설명해 주는 메커니즘은 아직 제안되지 않았다.(도교대학교, "Complete mitochondrial DNA sequence of Tigriopus japonicus (Crustacea: Copepoda)”, 2002년 논문)

2007년 7월 20일 이재성외(한양대학교), “요각류 티그리오푸스 : 생태독성학 및 환경 유전체학을 위한 유망 해양 모델종"

해양 생태계에서 환경 오염물질이 영향력을 주는 무척추동물의 중요한 역할을 지지하는 근거가 증가함에 따라 무척추동물 독성 시험 모델종에 적합한 실용적인 모델종 확인 작업에 많은 연구가 이루어지고 있고 티그리오푸스도 그 모델종 중 하나이다. 티그리오푸스는 널리 분포되어 있고 생태학적으로 중요한 생물종이다. 특히 에너지 전달 역할을 하는 해양 먹이사슬에서 그들의 위치는 중요하며 전체 먹이사슬을 걸쳐 해양 오염 물질의 전달에 중요한 역할을 한다. 환경스트레스와 화학약품에 노출된 후의 생태학, 유전체 및 행동, 생화학적 및 분자 반응에 대한 지식이 많이 축적되어왔다. 중요한 유전자 표지자 염기서열 분석을 위해 다양한 티그리오푸스의 아종(T. californicus and T. japonicas)을 사용하였다. 이 유전자는 정상 생물생리학적 기능(예, 전자수송시스템 효소) 뿐만 아니라 스트레스와 독성 화학적 노출 반응(열 쇼크 단백질 20, 글루타치온 환원효소, 글루타치온 S-트랜스퍼라아제)을 포함한다. 최근, 티그리오푸스 자포니쿠스의 40,740 expressed sequenced tags (ESTs)가 분석되었고, 그 중 5,673 ESTs는 the red flour beetle Tribolium의 이미 알려진 단백질 데이터베이스에 호몰로지가 있음이 밝혀졌다.(E-value, >1.0E-05) 금속 및 유기 오염물인 살충제, PCB, PAH 등이 자포니쿠스에서 시험되었을 때 재현가능한 생물학적 반응을 보였다. EDCs(내분비 방해 화학물질)의 노출과 관련된 위험을 평가하는 티그리오푸스가 사용되었다. 환경유전자 발현기술의 응용은 궁극적인 목표인 환경스트레스에 대한 반응 메커니즘의 이해와 함께 티그리오푸스 자포니쿠스의 전사적 변화 평가를 할 수 있도록 해준다. 더 나은 독성학적 메커니즘 이해를 통해 생태독성학자들은 해양계에서 위험 평가연구에 생태학적으로 관련성 높은 이 종을 사용할 수 있다. 티그리오푸스를 전장-동물 bioassay와 유전자 표현 연구를 결합하여 사용하는 것은 해안지역에 걸쳐 해양 오염의 영향(지표)을 평가하는 훌륭한 도구가 될 것이다. 생태독성학 및 환경 유전체학에 중요한 무척추 해양 모델종으로의 틈새시장을 공략할 수 있는 티그리오푸스 자포니쿠스의 사용 가능성을 설명하기 위한 논문이다.

2009년 1월 김미정외., “저서성 요각류 티그리오푸스 자포니쿠스의 nauplii 생산에 미치는 미세조류의 영향”, 한국수산과학회지, 제42권 3호2009 pp.268~275
2009년 12월 21일 이재성외(한양대학교), “The copepod Tigriopus japonicus genomic DNA information (574Mb) and molecular anatomy.” 요각류 티그리오푸스 자포니쿠스 유전체 DNA 정보(574Mb) 및 분자적 해부

해양 환경유전체학의 유망한 모델 종인 티그리오푸스 자포니쿠스의 광범위한 유전체 DNA 염기서열을 분석하기 위해 유전체 시퀀서 GS-FLX , GS-FLX-Titanium와 1,914,995 reads (평균 read 길이 299.8bp)를 사용했다.-유전체 DNA 정보(574Mb)포함. 193,642 contigs (총 contigs 길이 129.7Mb)을 획득 후, nonredundant (NR) blast 검색으로 최종적으로 10,894개 유니진을 해독했다. (E-value>0.1; length>200bp)-33,081,455bp 포함. T. japonicus의 유전체 염기서열을 요약하고, 밝혀지지 않은 해양 갑각류에 미치는 환경스트레스와 화학적 독성 메커니즘을 규명하기 위한 환경유전체학과 생태독성학 연구에서의 그의 잠재적인 사용을 논의한 논문이다.

2009년 12월 21일 이재성외(한양대학교), “Modulation of p53 gene expression in the intertidal copepod Tigriopus japonicus exposed to alkylphenols.” 알킬페놀에 노출된 intertidal 요각류 티그리오푸스의 p53유전자 표현 조절

요각류의 발달단계에 따라 다양한 p53 유전자 발현 패턴이 발견됐는데 성체일 때 최고조로 발현 된다. 이 변화는 변태주기와 관련이 되는 듯 보인다. 내분비 장애 화학물질(EDCs)로 알려진 3가지 알켈페놀에 노출된 요각류의 p53 유전자 조절패턴을 조사했다. 그 결과 3개 알킬페놀은 요각류에서 상당히 p53 유전자 발현을 유도하고, 스트레스 반응에 p53유전자가 관여함을 알려준다. 따라서 요각류의 p53 유전자는 EDCs 유사 화합물의 노출에 대한 스트레스 반응 생체 표지자로 사용할 수 있다는 논문이다.

2010년 10월 “3종의 해양 갑각류의 생식 능력에 미치는 니켈의 영향” : 해안 환경에 니켈의 초과는 요각류의 번식에 해로운 영향을 미친다는 논문. (Jiang J. et al., “The effects of nickel on the reproductive ability of three different marine copepods”, Ecotoxicology. 2010 Jun;19(5):911-6.)

Genome Projects

진행현황 • 유전체 해독수준 : 미토콘드리아 유전체 해독
연구기관 • 일본의 토교대학교

Genome Project Data

      DNA 서열 - 136
      단백질 서열 - 172
      유전자 서열- 13

Genome projects 관련 논문

• Nishida S.et al., “Complete mitochondrial DNA sequence of Tigriopus japonicus (Crustacea: Copepoda).”, Mar Biotechnol (NY). 2002 Sep;4(4):406-17.

참고

     • 동아일보 기사 : 한양대 화학과 이재성 교수 실험팀 관련기사 ⇒ http://www.dongascience.com/News/contents.asp?mode=view&article_no=20080704092708
     • KOSFIC 문헌정보 : 한국해양환경공학회지,“harpacticoid Tigriopus japonicus 유생을 이용한 해양생태독성평가”, 2006년 ; 해양생태독성평가를 위한 표준 실험생물로서 가능성을 규명 연구
     • 허성범 교수(부산대학교 수산과학대학 양식학과 양식생태학전공 교수, hurs@pknu,ac.kr) “마취제 MS-222, ethyl 3-amino-benzoate-methane sulfonate가 해양 부착성 요각류 Tigriopus japonicas”, 2006년 11월 30일
     • 일본의 토교대학교에서 미토콘드리아 유전체 연구중 ⇒ Genebank 데이터
     •<해양• 극한생물 분자유전체 연구단> 이재성 연구팀(한양대학교 화학과 교수, jslee2@hanyang.ac.kr)
     과제명 : 요각류를 이용한 환경 반응 바이오 Chip의 개발 및 이용 ; 요각류 Tigriopus japonicus의 전장 cDNA 약 40Mb의 염기서열을 분석하고 이 정보를 이용하여 세계 최초로 5K 및 10K 요각류 oligoChip을 제작하고, 가상 극지 및 해양환경에서 나타나는 유전자 수준에서의 반응에 대해 종합적인 고찰
     • 한국 담수 요각류 데이타베이스 및 담수산 요각류의 연구사 ⇒ http://cms.daegu.ac.kr/copepoda/

요각류란?

요각류는 칼라누스류(긴노요각목, 가장 흔하게 볼 수 있는 종), 사이클로프스류(검물벼룩목), 하팍티쿠스류(갈고리노벌레목), 대부분 저서성이며 부유생활을 하는 것은 수가 많지 않다. 크기가 가장 작고 머리, 가슴, 배의 구분이 다른 종류처럼 뚜렷하지 않고 몸체가 가늘다)로 나뉜다. 요각류는 촉각으로 물의 움직임이나 화학물질의 냄새를 감지할 수 있고 머리의 입부분에는 먹이입자를 걸러 먹을 수 있는 여과기가 잘 발달하였으며, 가슴의 각 마디에는 헤엄칠 때 사용하는 유영지가 달려있다. 배에는 생식공 및 항문이 자리잡고 있다.
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