애기장대
1. 개요
조그만 개화식물로서 현대 식물학에서 모델 식물로 널리 사용되었다. 애기장대는 Brassicaceae과에 속하며 근친종으로는 배추같은 것을 들 수 있다. 학명은 ''Arabidopsis thaliana''. 애기장대는 농업적인 중요성은 그다지 가지고 있지 않은 잡초지만 유전학과 분자생물학적 연구에 매우 중요한 식물이다.
2. 특징
- 게놈 크기가 작다 (120-130MB) 2000년 12월에 전체 염기서열이 완전히 해독되었다 (AGI). 그리고 그 작은 게놈 안에서도 실제로 발현되는 유전자의 비율이 많다[1].
- 다섯개 염색체 모두의 유전학적, 물리적 지도에 대한 많은 정보가 있다. (MapViewer).
- 생활사가 짧다 (파종에서부터 약 6주면 종자를 얻을 수 있다).
- 한 식물에서 거의 1500개의 종자를 받을 수 있다[2].
- 식물의 크기가 작아서 제한된 공간에서 많은 식물을 비교적 쉽게 키울수 있다.
- 아그로박테리움을 이용한 효율적인 형질전환이 가능하다 (Stock Centers)[3][4].
- 전세계적인 연구 네트웍이 형성되어 있다.
- 자가수분이 가능해 심어놓고 물만 먹이고 키우다보면 종자가 알아서 생긴다. [5]
- 이러한 장점때문에 애기장대는 개화식물의 세포, 분자생물학적 연구를 위한 모델식물로 이용되고 있었으나 연구결과 이 애기장대라는 식물은 평범하지 않은 특이케이스의 식물이라[6] 다른식물을 대변할 단일 모델식물로는 적합하지 않음이 밝혀졌다.. [7]
[1] 진핵생물은 DNA 안에 인트론과 엑손이라고 하는 부분이 있어서, 전사 후 mRNA가 핵을 나가기 전에 인트론을 자르고 나간다. 종이 한 장에 빼곡히 써 놓은 글이 있다면 엑손이라는 본문 사이에 인트론이라는 암호문을 넣어둔 셈. 즉, 실제로 발현되는 유전자의 비율이 많다는 건 종이 한 장의 글 안에 본문이 암호문보다 많다는 얘기이다.[2] 무슨 얘기인지 감이 안 온다면 해바라기꽃 한 송이에서 해바라기씨 1500개가 나온다고 생각해보자.[3] Agrobacterium tumefaciens. 근두암종병을 일으키는 균인데 자기 DNA를 식물 유전자에 끼워넣는다. 이 점을 이용해 형질전환을 하는 것.[4] 요즘은 이렇게 형질전환 한 애기장대에 대해서 '몇 번 염색체 무슨 유전자에 어떻게 형질전환이 됐는가'에 대한 정보도 많고, 이런 애기장대들을 전문적으로 만들어 주는 실험실도 있다.[5] 다만 장점으로만 보기에는 조금 애매한 면이 있다. 애기장대는 꽃봉오리에서 꽃이 개화하는 과정상 암술/수술이 같이 발달하면서 수분을 하기 때문에 완전히 개화한 애기장대는 이미 수분을 끝낸 상태다. 그래서 다른 돌연변이와 교배를 해야 할 때는 타이밍을 놓치면 교배 자체가 안된다.[6] 다른식물에는 다 있는 검열유전자가 없어 다른식물에도 이 유전자가 필요없을것이라고 여겨왔었고 그 결과 다세포성장에 관한 연구결과는 틀린게 되었다.[7] 하지만 여전히 특이케이스로서의 모델으로는 훌륭하고 이에 교훈을 얻어 현대과학실험의 대부분은 모델을 두가지 이상 가지고 하게 되었다.