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포스트 게놈 프로젝트

포스트 게놈(post-^[접두사]: 후의, genome: 게놈)은 -시대, -프로젝트의 형태로 많이 쓰이며 ‘후속(後續)게놈’이라고도 한다. [[인간 게놈 프로젝트|인간 게놈 프로젝트(HGP: human genome project)]]에서 인간 게놈 지도를 완성한 이래로, 이와 관련된 연구 및 기술·정보는 물론이고, 이러한 순기능뿐만 아니라 이로 인해 발생한 문제점과 현상, 인류가 풀어가야 할 과제 등을 모두 아우르는 개념이다. 즉, 밝혀진 염기 서열을 통해 유전자 기능을 알아내어, 개인 특성 분석 또는 질병 치료·예방과 같은 실제적인 활용을 하기 위한 연구이다. 생명현상 원리의 규명, 연구의 상업화, 다른 분야로의 응용 등을 가능케 하는 주요 도구로 전망되고 있다.

포스트 게놈의 연구 방향

기능유전체학

기능유전체학의 의미

기능유전체학은 게놈 염기서열이 결정된 유전자와 유전 산물에 기능을 부여하는 학문이다. 궁극적 목적은 한 개체의 일생을 통해 모든 유전자들의 발현 패턴을 결정하는 것으로 학문의 체계가 수립 된지 10여년 밖에 되지 않았으나, 생물학자들의 주요 연구 분야로 자리잡고 있다. 유전체 데이터를 기반으로 연구가 이루어지기 때문에, 유전체의 기능 연구 및 적용을 단백질체학(Proteomics)로 분류하기도 한다.

기능유전체학의 연구 방향

유전자의 생화학적, 대사적 활성, 세포 기능 및 생리학적 기능을 충분하게 이해하기 위해서 다양한 방법들이 이용되고 있다. 대표적으로 유전체의 주석달기(genome annotation)와 DNA 칩을 이용한 방법, 단백질체(Proteome)을 이용한 방법이 있다. 유전체의 주석달기는 처음에 밝혀진 염기서열만을 이용해 기능이 알려지지 않은 유전자를 잠정적으로 동정하여, 나머지 유전자의 종류와 기능을 분석하는 기술이다. DNA 칩(DNA 마이크로어레이)을 이용한 방법은 유전자 발현 평가에 가장 효율적인 방법으로 유전자 발현과 mRNA 생산을 추적하는데 이용된다. 단백질체를 이용한 실험은 mRNA 연구에서 알 수 없는 유전체 기능에 대한 중요 정보를 제공할 수 있기 때문에 DNA칩을 이용하는 것보다 더 많은 정보를 제공한다.

예) H. Influenzae 오직 사람만을 숙주로 하는 바이러스?로 하나의 환상염색체는 단백질을 암호화하는 유전자로 추정되는 1,743개의 부위를 포함한 1,830,137개의 염기쌍으로 이루어진다. 최초의 유전자 분석을 통해 약 58%에 해당하는 1007개의 유전자의 기능이 밝혀진다. 나머지 42%의 해당하는 대부분의 단백질은 단백질 주석달기 과정을 통해 해당·발효·전자 전달계 경로 전체에 대한 유전자를 밝혀진다.

이러한 기술을 이용한 기능유전체학은 화학의 주기율표와 같이 인간 유전자의 분류를 쉽게 만들것으로 전망된다. 뿐만 아니라 질병치료를 위한 신약 개발 및 질병의 예후를 기반으로 한 치료도 가능할 것으로 여겨진다. 하지만 주석달기나 다른 방법에 의해 부여된 기능은 유전자 산물이 세포 내의 조건에 의존하고 있어 그 결과가 다르게 나타날 우려가 있다. 또한 발현되지 않은 DNA의 역할, 단백질체의 모든 종류 및 기능 개인의 질병 및 건강과 SNP의 상관관계 등이 아직까지 해결되지 않았기 때문에, 발전 가능성에 대한 우려도 상당하다.

비교유전체학

비교유전체학의 의미

비교유전체학은 밝혀진 염기서열을 토대로 타종간의 혹은 지리적 격리가 일어난 동종간의 등 비교대상을 지정해 질병이나 진화적 특징, 유전자의 기능적 차이 및 유전병의 원인 등을 규명하는 학문이다. 인간 게놈 프로젝트와 관련해 생쥐, 초파리, 선충과 같은 다른 생명체와의 다양한 연구가 진행되었다.

비교유전체학의 연구방향

위키백과

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Haemophilus_Blutagar.jpg?uselang=ko 그림이용

비교유전체학의 최초의 비교대상은 haemophillus infuenzae로 H.infuenzae의 서열 발표 후 더 작은 원핵생물인 mycoplasma genitalium의 580070개의 염기쌍과 더 큰 원핵생물인 E.coli의 4639221개의 염기쌍서열이 밝혀졌다. 그 결과를 연계시킬 목적으로 한 생물이 다른 생물체에서는 없어진 유전자를 가지고 있는지 알아보기 위해서 게놈의 염기쌍서열을 비교하는 생물학의 새로운 학문인 비교유전체학이 시작되었다. 아래의 예시와 같은 초기의 간단한 비교방법을 시작으로 현재는 다양한 종과 비교를 통해 DNA 서열을 통하여 밝혀진 염기의 차이를 통하여 질병의 진단, 처방 및 예방이 가능할 것으로 전망되고 있다.

ex. (표만들기)

H.influenzae M.genitalium E.coli 아미노산생합성효소 o x o

→ M.genitalium이 기생체이며 M을 둘러싸고 있는 인간의 비뇨생식기관으로부터 모든 아미노산을 얻는다는 것을 의미한다

관련 기술 개발

프로테오믹스(proteomics)

프로테오믹스의 정의

포스트 게놈 프로젝트의 하나로 protein(단백질)과 ome(전체)의 합성어 프로테옴(1995년 마크 윌킨스)에 대한 연구이다. 프로테옴(단백질체)의 분석을 통해 이상, 변형, 인간의 질병의 원리를 밝혀낼 실마리를 찾는 것이 목적이다. 게놈 프로젝트 이 후 유전자 배열을 알려주는 게놈 지도가 성공적으로 완성되었지만 단백질이 실제로 세포 안에서 어떤 기능을 갖고 작용하는 지에 대한 연구가 필요했다. 인간의 생명활동을 관장하는 단백질들은 유전자에 의해 정해진 후의 자세한 과정과 단백질의 작용을 밝혀내는 것이 게놈프로젝트 이 후 밝혀 내야 할 중요한 생명공학의 단서가 되고 있다.

프로테옴 용어의 기원과 의미

프로테옴의 연구는 인간의 신체를 구성하는 성분이기도 하며 인간의 생명을 관장하는 세포를 형성하는 중요한 핵심이 되는 단백질이 변화하는 수 많은 상황 속에 어떻게 활동하고 작용하는 지에 대한 것이다. 게놈은 인간 전체의 유전자 정보를 담고 있다면 프로테옴은 특수한 상황, 세포에서만 만들어지고 작용한다. 인간의 유전자 염기서열은 게놈 프로젝트를 통해 완성 되었지만 그 속에 단백질이 움직이는 경로와 각각의 상황에 따른 단백질 산물을 분석 해야만 세포 내 기능을 분석할 수 있다.

프로테오믹스의 연구 방향

프로테오믹스 프로젝트에는 미국, 유럽, 아시아의 많은 국가들이 광범위하게 참여하고 있다. 현재는 분석 기술 표준화 논의와 산별적인 단백질 기능 구조 탐색 단계를 진행중이다. 단백질의 3차원적 구조, 기능, 네트워크 분석을 목표로 하며 이 연구 방법은 크게 두 가지로 볼 수 있다. 한 세포의 단백질을 추출 분리 해낸 후 분석하는 기술이 그 것이다. 효과 적으로 발현량이 낮은 단백질 분리하고 질량분석기로 분석하는 기술이 프로테오믹스의 핵심이라 할 수 있다. 프로테오믹스는 단백질 차원에서 유전자의 정확한 기능을 밝혀내는데 목표를 두어 유전자 구조와 실제 발현되는 기능 사이의 연결고리를 찾는 것이 목적이라 할 수 있다.

합맵 (반쪽 게놈지도, hapmap)

반쪽 게놈지도의 정의

인간의 형질은 양쪽 부모로부터 받은 유전자 한쌍의 유전자로 결정되는데 이때 한 쌍의 유전자보다 어느 한 쪽에서 받은 변이의 조합이 더 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 치명적 질병을 일으킬 수 있는 단일 염기 변이를 분석하여 유전적 형질에 따른 질병 발생 유형과 발병 빈도 등을 분석함으로써 생명과학의 새로운 분야로 각광받고 있다.

합맵의 연구 방향

단일 염기 변이 현상에 대한 연구 진행에 힘쓰고 있다. 아주 작은 부분의 염기 변이가 일어나더라도 이것은 큰 표현 형질 차이로 나타난다. 단일 염기 변이에 대한 연구는 특히 의료계에서 큰 기대를 하고 있다. SNP는 개개인의 형질을 결정하는 중요한 요인이 되며, 같은 질병에 대한 개인차에 대한 해결책이 될 수 있다. 따라서 같은 유해한 환경에 노출 되었을 때 질병에 걸리는 형질과 그렇지 않은 형질과 SNP의 관계성을 찾음으로써 특히 유전질환에 대한 진단, 예방, 치료 수단이 되고 있다.

비교게노믹스

침팬지 게놈프로젝트

비교게노믹스 연구를 함에 있어 인간은 다른 동물보다 고도의 지능과 감성을 가진 생물이라는 점에서 다른 일반적 동물들과 비교하기 어려운 점이 있다. 인간과 98% 정도 유사한 유전자 구조를 가졌으나 표현 형질에 있어서는 차이를 보이고 있는 침팬지와 같은 영장류의 게놈을 분석하는 것이 인간의 게놈 분석에 큰 실마리가 될 수 있다. 그러나 많은 실험동물 문제와 같이 침팬지 게놈 프로젝트 역시 윤리적 문제에 봉착하게 된다.

관련 링크

• http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/project/journals/journals.shtml

• http://www.genenames.org/

• http://www.eva.mpg.de/neandertal/ 네안데르탈인 게놈프로젝트

같이 보기

유전자치료, 생물정보학, 국제 변이체 관련 프로젝트(Human Variome Project), 1000 게놈 프로젝트(1000 Genomes Project), 인간미생물군집프로젝트(HMP·Human Microbiome Project), 네안데르탈인 유전체 프로젝트(Neanderthal Genome Project), 제노그레픽 프로젝트(Genographic Project), 게놈 분석, 게놈사업, 유엔교육과학문화기구(유네스코), 바이오인포매틱스(bioinformatics)

참고 문헌

• Susan R. Barnum, ;오계헌 [외]공역 《생명공학》, 월드사이언스, 2005년, p.~~
• Weaver, Robert Franklin, ;박상대 [외]역, 《분자생물학》, 라이프사이언스, 2000년, p.~~
• Prescott, Harley,Klein, ;김영민 [외]역, 《미생물학》, 라이프사이언스, 2005년, p.~~
• Sadava, ;이광웅 [외]역, 《생명:생물의 과학》, 교보문고, 2010년, p.~~

뉴 거버넌스

뉴 거버넌스란?

시민사회를 정부의 활동 영역에 포함시켜 새로운 파트너로 인정함으로써 정부조직, 기업, 시민사회, 세계체제 등 이들 모두가 공공서비스와 관련하여서 신뢰를 통한 네트워크(연계, 상호작용)를 구축하는 것을 강조하면서 시장논리보다는 협력 체제를 강조

뉴 거버넌스의 목표

정부부문과 민간부문 및 비영리부문 간 협력적 네트워크를 통한 공공서비스 전달과정에 있어서의 효율성과 효과성 제고

뉴 거버넌스의 효과

1.국정 운영에서 중요시되지 않고 소외되었던 시민사회를 민주적 책임의 강화 측면에서 참여시킴
2.불확실성이 증대되는 현대 사회에서 그 동안 정부나 기업들도 경험해 보지도 못했던 복잡한 문제 발생 상황에서 전통의 행정학보다 유용하고 현실적인 대안
3.정부와 사회의 역항분담의 균형점이 전통적인 하향적이고 집권적인 조향에서 사회의 자기조향 능력(self-steering capacity)이 강조되고, 공동규제(co-regulation), 공동조향(co-steering), 공동생산, 공동지도(co-guidance)가 강조되는 방향으로 이동

뉴 거버넌스의 특징

파트너십의 중시:정부 , 시민사뢰, 시장의 파트너십을 전제하고, 이를 중시함
유기적 결합관계의 중시:개별적 요인이나 요인들 사이의 단순한 상관관계가 아니라 유기적 결합, 네트워크의 공식적, 비공식적 요인의 고려
종치적 특성의 강조:자원배분장치로서 경쟁적인 이익과 목표들을 조정
행정조직의 재량성 중시:행정관리자들-수임사항의 효율적 집행자 & 연합정치의 적극적 참여자

뉴 거버넌스의 문제점

시민사회의 참여를 중시하는 뉴 거버넌스가 성공되기 위해서는 성숙된 미주의식을 기초로 한 시민사회가 전제되어야 한다. 하지만, 성숙한 시민사회를 모든 민주사회에서 기대하기는 힘들다. 그리고 이와 함께 참여자들의 지위가 불명확하여서 문제가 발생하였을 때 그 책임을 누가질 것인지와 같은 책임성의 문제에 있어서 모호해지게 된다.

대한민국 공무원 연금제도

공무원연금제도 공무원 연금제도는 사회생활을 영위함에 있어 공무원 개인이 준비하거나 또는 통제하기 어려운 사고 등에 대비하여 소득을 보장하여 주는 사회보장제도이다. 구체적으로 공무원들이 퇴직,폐질,사망 등의 사고를 당할 경우에 이에 대한 적절한 급여를 지급함으로써 공무원 및 그의 유족이 안심하고 생활할 수 있도록 하고 있다.