조경유전체학

Landscape genomics

조경 유전체학은 환경적 요인과 이러한 요인에 대응하여 유기체의 유전적 적응 사이의 관계를 식별하기 위해 사용되는 많은 전략들 중 하나이다.[1] 조경 유전학은 조경 생태학, 인구 유전학, 조경 유전학의 측면을 결합한다. 후자는 풍경 특징이 시공간을 가로지르는 유기체의 인구구조와 유전자 흐름에 어떤 영향을 미치는지 설명한다. 조경 유전체학 분야는 중립적인 유전적 과정에 초점을 맞추지 않고 표류나 유전자 흐름과 같은 중립적 과정 외에 명시적으로 적응하는 과정, 즉 자연선택의 역할 등을 고려한다는 점에서 조경유전학과 구별된다.[2]

인구유전체학은 유전적 변동을 식별하기 위해 특이치 검사를 활용하는데, 이는 모집단의 높은 유전적 변동을 식별하는 데 의존한다.[1] 그러나 조경 유전체학에서는 보다 미묘한 형태의 유전적 변이가 발견될 수 있다. 또한 특이치 시험은 유전적 변동을 유발한 국지적 환경으로부터 선택 압력을 식별하는 것을 목적으로 하거나 용이하게 하지 않는다.[1] 대조적으로 조경 유전체학은 지역 환경적 요인에 의해 직접적으로 발생하는 게놈의 변화를 식별하는 것을 목표로 한다.

역사

조경 유전체학은 비교적 새로운 분야로, 최근의 유전자 지도 제작의 기술적 진보에 의해 가능해졌다. 게놈학(Genomics)은 게놈에 대한 연구로, 한 유기체의 모든 유전자의 집합체로 알려져 있다. 조경 유전학은 한 번에 5-20개의 유전자 표지를 감시할 수 있는 기술을 사용하는 반면,[3] 기술은 발전하여 이제는 추가적인 유전자 표지를 포함한 전체 게놈을 매핑할 수 있게 되었다. 조경유전학은 적응형 표지를 분석하는 반면 조경유전학은 중립 표지만 분석한다.[3] 게놈학 분야는 1970년대 A.M.Maxam과 W. Gilbert에 의해 새로운 기술이 발견되면서 성장하기 시작했고,[4] 널리 인정받고 있는 인간 게놈프로젝트로 계속 발전했다. 조경 유전학 분야를 만든 것은 유전학에서 사용되는 기술과 전략을 조경 유전학에 적용한 것이다.[3]

방법들

조경 유전체학은 여러 분야의 연구 분야를 활용한다. 환경 연관 분석은 적응 과정과 유전자 표지를 지역 환경 요인과 연결하는데 사용된다.[1] 이것은 종종 물 염분이나 고도와 같은 하나의 환경적 요소를 선택함으로써 이루어진다. 이 인자의 연속적인 데이터는 동일한 시간과 장소에 거주하는 유기체의 유전자 다형성 데이터와 정렬되며, 데이터 분석을 수행하여 잠재적 상관관계를 탐지할 수 있다.[1]

환경적 요인과의 상관관계에서 연구할 유전자 표지를 식별하기 위해서도 유전자 염기서열이 필요하다.

연구분야의 응용

조경 유전체학은 유기체가 변화하는 기온과 기후에 어떻게 반응하는지를 바탕으로 기후변화의 잠재적인 영향을 조사할 수 있는 기회를 제공했다. 한 예에서, 연구원들은 검은 알더 나무의 몇몇 개체수를 연구했고, 풍경 유전체학을 통해 그것이 온도와 위도 변화에 매우 적응적이라는 것을 발견했다.[5] 이것은 의미 있는 의미를 가지고 있는데, 그것은 연구자들이 흑색 알더가 향후 기후 변화에 어떻게 반응할 것인지를 예측하는 데 도움을 줄 수 있기 때문이다.[5] 흑인의 생태적 역할에 대한 보완적 연구와 함께 흑인의 알더 인구를 둘러싼 환경이 어떻게 변화할지 예측하는 것도 가능하다.

참조

  1. ^ a b c d e Rellstab, Christian; Gugerli, Felix; Eckert, Andrew J.; Hancock, Angela M.; Holderegger, Rolf (2015). "A practical guide to environmental association analysis in landscape genomics". Molecular Ecology. 24 (17): 4348–4370. doi:10.1111/mec.13322. ISSN 1365-294X. PMID 26184487.
  2. ^ Li, Yong; Zhang, Xue-Xia; Mao, Run-Li; Yang, Jie; Miao, Cai-Yun; Li, Zhuo; Qiu, Ying-Xiong (Dec 2017). "Ten Years of Landscape Genomics: Challenges and Opportunities". Front. Plant Sci. 8: 2136. doi:10.3389/fpls.2017.02136. PMC 5733015. PMID 29312391.
  3. ^ a b c Schwartz, Michael K.; McKelvey, Kevin S.; Cushman, Samuel A.; Luikart, Gordon (2010), Cushman, Samuel A.; Huettmann, Falk (eds.), "Landscape Genomics: A Brief Perspective", Spatial Complexity, Informatics, and Wildlife Conservation, Springer Japan, pp. 165–174, doi:10.1007/978-4-431-87771-4_9, ISBN 978-4-431-87770-7
  4. ^ Maxam, A. M.; Gilbert, W. (1977-02-01). "A new method for sequencing DNA". Proceedings of the National Academy of Sciences. 74 (2): 560–564. doi:10.1073/pnas.74.2.560. ISSN 0027-8424. PMC 392330. PMID 265521.
  5. ^ a b De Kort, Hanne; Vandepitte, Katrien; Bruun, Hans Henrik; Closset-Kopp, Déborah; Honnay, Olivier; Mergeay, Joachim (October 2014). "Landscape genomics and a common garden trial reveal adaptive differentiation to temperature across Europe in the tree species Alnus glutinosa". Molecular Ecology. 23 (19): 4709–4721. doi:10.1111/mec.12813. PMID 24860941. S2CID 25062369.