육질이 우수한 우리 돼지를 효율적으로 생산할 수 있는 유전체 마커들(nsSNP)이 국내 연구진에 의해 발견됨에 따라, 향후 육질이 부드럽고 단백한 우리 돼지 생산 가능성의 기반을 구축하였다.

*nsSNP(non-synonymous SNP) : 유전체 상에서 단백질을 구성하는 아미노산 서열의 변화(단백질 구조 변화)를 일으키는 단일 염기서열 변이

경남과기대 김철욱 교수(59세)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 대학중점연구소지원사업의 지원으로 수행되었고, 생물학분야의 권위 있는 학술지인 ‘플로스 원(PLoS One)’ 최신호(9월 4일자)에 게재되었다.

일반적으로 돼지의 육질은 도축한 후에 우리가 흔히 보는 돼지고기의 형태로 바뀌는 과정에서 일어나는 사후 대사 작용에 의해 결정된다.

사후 대사 작용은 다양한 효소에 의해 촉진되는데, 돼지마다 효소단백질의 구조에 차이가 있어 서로 다른 반응을 일으키고, 단백질의 구조적 차이는 아미노산의 서열을 바꾸는 nsSNP에 의해 유발된다.

따라서 돼지 몸속에서 만들어지는 전체 단백질 중에서 대사 작용에 관여하는 단백질을 암호화하는 유전체(게놈) 부위에 있는 nsSNP를 선택적으로 발굴한다면, 육질을 개선하는 유전체 마커를 확보할 수 있게 된다.

김철욱 교수 연구팀은 돼지의 대사와 관련된 단백질에 직접적으로 영향을 미치는 후보 유전체 마커를 생체 정보를 이용해 발굴하여, 돼지의 육질과 관련된 유전체 마커 15개를 찾아내는데 성공하였다.

*이른바 ‘오믹스(Omics) 정보’로, 이번 연구에서는 차세대 전사체 염기서열 분석기술(next-generation RNA sequencing)을 활용해 유전체 정보를 분석함

김 교수팀은 차세대 전사체 염기서열 분석기술로 대사와 관련된 유전자 속에 있는 후보 nsSNP를 선택적으로 대량(총 580개) 발굴한 후, 돼지 집단(437두)에서 유전자형과 육질형질과의 연관성을 분석하여 육질형질과 관련된 nsSNP 15개를 확보하였다.

또한 연구팀은 후보 nsSNP가 돼지 고환의 PTCR 단백질 속에서 PTCR의 구조와 효소반응에 중요한 변화를 일으킨다는 사실을 단백질 구조 시뮬레이션을 통해 처음으로 증명하였다. 스테로이드계 남성호르몬은 돼지의 육질형질에 관여하는데, 특히 PTCR이 중요하게 작용한다. 이 PTCR은 단백질의 구조를 변화시키고 효소의 활성도를 증가시켜 육질을 개선시킬 것으로 예상한다.

*PTCR(Porcine Testicular Carbonyl Reductase) 단백질 : 돼지 고환에 있는 카르보닐기 환원효소로, 스테로이드계 남성호르몬의 대사를 조절하는 생리적으로 중요한 단백질

김철욱 교수는 “이번 연구는 돼지의 육질을 개선할 수 있는 유전자 마커를 찾아내 우리 돼지의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라, 육질이 우수한 돼지를 생산하여 앞으로 우리 농가에 큰 보탬이 될 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.