Vibrio vulnificus는 그람 음성 세균의 호염성 세균으로, 5월에서 10월 사이 해수 온도가 18oC 이상이고 염도가 15- 25 practical salinity units (psu)일 때 가장 활발하게 증식 한다. 전 세계적으로 해수, 강 하구, 갯벌 등 다양한 해양 환경에 서식하며, 굴, 전복 등 해산물에서 자주 검출되는 경향이 있다. 지속적인 지구온난화로 인한 해수 온도의 상 승으로 V. vulnificus의 분포 범위가 점차 확장되고 있으며, 그에 따라 비브리오 패혈증 감염에 대한 위험도가 증가하 고 있다. 본 연구에서는 수산물에서 V. vulnificus 분리, 항 생제 감수성 검사, MLST 분석, 전장 유전체 분석을 통한 병원성 유전자 확인, MIC를 통한 항생제 내성 유전자 분 석, 더 나아가 bv-brc에 등록된 아시아에서 분리된 V. vulnificus 균주들과 함께 cgMLST 분석을 진행하였다. 2023 년4월-7월까지 서울, 경기도 및 충청도 지역의 대형마트에 서 유통되는 수산물 시료 총 84건에서 V. vulnificus가 바 지락에서 총2주(2.4%) 분리되었으며, 2균주 모두 colistin 에 강한 저항성을 보였으나, V. vulnificus의 치료에 사용되 는 ciprofloxacin, tetracycline, chloramphenicol 항생제에 내 성을 보이지 않았다. Whole genome sequencing 분석 결 과, 유전자 상 두 균주는 동일한 클론으로 확인되었으며, multi-locus sequencing typing 결과 기존에 보고되지 않은 새로운 sequence type으로 확인되었다. Virulence gene 분 석 결과, 총123개의 병원성 유전자가 확인되었으며, 그 중 중요한 병원성 유전자 rtxA, vvhA, viuB, ompU유전자가 확 인되었다. 항생제 내성 유전자 분석 결과 분리된 두 균주 에서 모두 tet(34), tet(35), varG, norM 내성 유전자가 확 인되었다. cgMLST 분석을 진행한 결과 본 연구에서 분리 된 두 균주는 동일 cluster로 확인되었고, 기타 국내 및 아 시아 지역에서 분리된 V. vulnificus를 포함한 분석에서 균 주 간 역학적 연관성은 관찰되지 않았다. 이는 V. vulnificus 가 해수의 흐름을 타고 이동하여 분포 범위가 넓고 특정 지역에 일정한 특징을 가진 균이 밀집되지 않기 때문으로 보인다. 따라서 V. vulnificus로 인해 매년 사망자와 환자가 발생하는 것은 V. vulnificus가 가지는 잠재적인 위험성을 보여주고 있고, 본 연구결과가 향후 질병 발생 시 V. vulnificus의 연구에 도움이 될 것으로 보이며, 지속적으로 V. vulnificus 검출 연구, 항생제 내성 모니터링이 필요할 것으로 사료된다. 해산물을 통한 V. vulnificus 감염 위험성 이 증가하고 있는 상황에서 국내 수산물을 통한 V. vulnificus 전파 위험도에 대한 체계적 연구는 부족하다. 따라서 본 연구 결과는 수산물 생산 및 유통 단계에서 V. vulnificus 의 모니터링 및 위험도 평가의 중요성을 제시한다.

국내에서 V. parahaemolyticus로 인한 식중독 사고가 지 속적으로 보고되고 있으며, 최근 국내 수산물 판매량 및 수산물 양식에 사용되는 항생제 판매량은 증가하는 추세 이다. 따라서 본 연구는 국내에 유통되는 수산물에서 분 리한 V. parahaemolyticus의 분포, 항생제 감수성, 유전적 특성 및 유전학적 통계를 조사하였다. 79건의 유통 수산 물로부터 47건(59.5%)에서 V. parahaemolyticus가 분리되 었다. 항생제 내성 양상의 경우, 총 47균주의 분리 균주에 서는 ampicillin에 2균주(4.3%)가 내성을 보였으며, 이외 균주는 모든 항생제에 대해 감수성을 보였다. 항생제 내 성 유전자의 경우, 모든 균주(100%)로부터 blaCARB family gene, tet(35), catC가 확인되었으며, 1균주(2.1%)에서는 fos 가 확인되었다. 병원성 유전자 여부의 경우, 모든 분리 균 주에서 tdh, trh 유전자는 확인되지 않았으나, T3SS1은 모든 균주(100%), T3SS2는 1균주(2.1%)에서 확인되었다. MLST의 경우, 17균주로부터 15가지의 ST가 확인되었으 며, ST 658가 3균주, 이외 14가지 ST는 1균주씩 확인되 었다. 확인된 ST는 대부분 중국, 태국 등의 환경 분리주로 확인되었으며, ST 396, ST 3042는 중국 임상 분리주로부터 확인되었다. 이로써, 최근 국내에 수산물과 관련한 식중독, 유통량, 항생제 판매량 등의 추세에 따른 위험성에 V. parahaemolyticus에 대한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사 료되며, 본 연구는 그에 대한 도움이 될 것이라 사료된다.

차세대 염기서열 분석(Next Generation Sequencing, NGS)은 대량의 병렬 데이터 생산으로 유전체의 염기서열 을 고속으로 분석하는 기술이며, 이 기술은 바이러스 유전체 분석에도 광범위하게 사용되고 있다. 하지만, 바이 러스의 전장 유전체가 100kb를 넘을 경우, 동일한 raw data라도 분석 방법 및 소프트웨어 그리고 매개변수 (parameter)에 따라 유전체의 크기와 구조가 다르게 결정된다. 따라서 유전체가 큰 바이러스 분석 시, 최적화된 NGS 분석 방법을 선택하는 것이 중요하다. 본 연구는 장수풍뎅이 누디바이러스(Oryctes rhinocerous nudivirus, 120kb) 유전체를 기반으로, 다양한 Assembly 소프트웨어(metaviralSPAdes, metaSPAdes, velvet, shovill, Geneious, megahit)를 사용하여, 최적화된 NGS 분석 방법을 고안하였다. Assembly 소프트웨어에 따라 바이러스 유전체 크기와 특징(Single Nucleotide Polymorphism, Insertion&Deletion, repetitive genomic variants)의 차이를 확인하였 다. Assembly 소프트웨어 간의 차이가 있는 염기서열은 Sanger sequencing을 통해 재확인하여, 참조 유전체 (reference sequence)를 구축하였다. 이 참조 유전체를 기반으로 가장 정확한 Assembly 소프트웨어와 parameter를 평가하였다. 본 연구는 분석 방법에 따라 달라지는 유전체의 특성을 이해하고, 바이러스 유전체를 정확하게 구축 하는 분석 파이프라인을 제공할 것으로 기대된다.

꼬막은 해양 어업으로써 아시아 전 지역에 있어서 중요한 수산자원 중 하나이다. 하지만, 공장 의 산업화, 해양 환경오염, 그리고 지구 온난화로 인해 해양 어업 생산량이 급격히 떨어졌다. 우리나라 남해안의 주요 수산자원인 꼬막의 유전적 특성을 파악하기 위하여 꼬막의 전장유전 체를 해독하고 염색체 서열을 규명하였다. 915.4 Mb의 게놈을 조립하였고, 19개의 염색체 유전자 서열을 식별하였다. 꼬막의 유전체에서 25,134개의 유전자들을 확인하였고, 그 중에 22,745개 의 유전자들에 대한 기능을 확인했으며, 4,014개의 유전자들에 대한 KEGG pathway를 분석하 였다. 꼬막유전체와 8종의 다른 패류와 비교유전체 분석을 통하여 확장/감소(gene gain and loss) 분석을 수행한 결과, 725개의 유전자군의 확장과 479개의 유전자군의 감소를 확인하였다. 꼬막의 homeobox 유전자 클러스터는 촉수담륜동물 내에서 잘 보존된 유전자 구조를 보였다. 또한, 꼬막은 3개의 hemoglobin 유전자들이 피조개의 hemoglobin과 높은 유사성을 보였다. 꼬막의 전장유전체 정보를 통해 꼬막의 환경 적응과 진화의 유전적 특성과 생리적 특성뿐만 아니라, 꼬막 양식의 효율성을 높이는 양식산업에 널리 이용될 수 있는 유전적 정보를 제공 할 것이다.

Recently, we published a microinjection method for generating transgenic cattle using the DNA transposon system and their analysis by next-generation sequencing (Yum et al. Sci Rep. 2016 Jun 21;6:27185). In that study, we generated transgenic cattle using two different types of DNA transposon system, sleeping beauty (SB) and piggybac (PB), carrying Yellow fluorescent protein with SB (SB-YFP, female) and green fluorescent protein with PB (PB-GFP, male) under the control of the ubiquitous CAG promoter, respectively. The female and male founder cattle have been grown up to date (the female age: 40 months old, the male age: 33 months old) without any health issues. In genomic instability and blood analysis, there was no significant differences between wild type and founder cattle. In the present study, we confirmed germ-line transmission of the transposon-mediated transgene integrations and ubiquitous and persistent expression of transgene in second generation of offspring (F1). The F1 was born without any assistance and expressed GFP in the eyes without UV light. The ubiquitous expression of GFP was detected in skin fibroblast from the ear tissue and confirmed by genomic DNA PCR, which suggest that the transgene from the PB-GFP was successfully transmitted. Unfortunately, no transgene from SB-YFP were identified. To confirm the transgene integration site, the genomic DNA from blood was extracted and performed next-generation sequencing (NGS). The GFP gene was integrated in chromosome 4 (two copies), and 6. As results, a total of two copies of paternal transgene transmitted into the F1. All the integrated position was not related with coding region and there was no significant difference in genomic variants between transgenic and non-transgenic cattle. To our knowledge, this is the first report of germ-line transmission through non-viral transgenic founder cattle. Those transgenic cattle will be valuable resource to many fields of biomedical research and agricultural science.

Lentinula edodes, the popular shiitake mushroom, is one of the most important cultivated edible mushrooms. It is used as a food and for medicinal purposes. Here, we present the 46.1 Mb draft genome of L. edodes, comprising 13,028 predicted gene models. The genome assembly consists of 31 scaffolds. Gene annotation provides key information about various signaling pathways and secondary metabolites. This genomic information should help establish the molecular genetic markers for MAS/MAB and increase our understanding of the genome structure and function.

The differences in the immune response between body lice, Pediculus humanus humanus, and head lice, Pediculus humanus capitis, were regarded as primary factors determining their differential vector competence. To find any differences in genetic components in immune system between body and head lice, whole genome sequences of head lice were determined by both SBS [sequencing by synthesis, Illumina Genome Analyzer (Illumina-GA)] and pyrosequencing (Roche GS FLX), and compared with the reference genome sequences of body lice. The short DNA reads from Illumina-GA (an average mapping depth of 50-fold) were aligned first to the body louse reference genome, to which Roche GS FLX DNA reads (an average depth of 2.5-fold) were subsequently assembled to make up gaps between mapped consensus. Total consensus showed a size of 114 Mb and a coverage of 96% of the published body louse genome sequences. From this head louse genome sequences, a total of 12,651 genes were predicted and used for comparing with the 10,775 genes previously reported from the body louse genome. The homolog analysis identified 873 head louse-specific genes and 422 body lice-specific genes. Comparison of immune response genes between both louse species showed head lice have more number of immune-related genes than body lice. Head lice were determined to possess all of the 107 immune-related genes reported in the previous study (Kim et al., 2011), suggesting that there is no difference in genetic make-up in terms of the 107 immune-related genes between body and head lice.

Although the overall structure of the chloroplast genome is generally conserved, a number of sequence variations have been identified, which are valuable for plant population and evolutionary studies. Here, we constructed a chloroplast variation map of 30 landrace rice strains of Korean origin, using the Oryza rufipogon chloroplast genome (Genbank: NC_017835) as a reference. Differential distribution of single nucleotide polymorphisms (SNPs) and indels across the rice chloroplast genome is suggestive of a region-specific variation. Population structure clustering revealed the existence of two clear subgroups (indica and japonica) and an admixture group (aus). Phylogenetic analysis of the 30 landrace rice strains and six rice chloroplast references suggested and supported independent evolution of O. sativa indica and japonica. Interestingly, two “aus” type accessions, which were thought to be indica type, shared a closer relationship with the japonica type. One hypothesis is that “Korean aus” was intentionally introduced and may have obtained japonica chloroplasts during cultivation. We also calculated the nucleotide diversity of 30 accessions and compared to six rice chloroplast references, which shown a higher diversity in the indica and aus groups than in the japonica group in lower level substitution diversity.

Chloroplast (cp) genome sequences provide a valuable source for DNA barcoding. Molecular phylogenetic studies have concentrated on DNA sequencing of conserved gene loci. However, this approach is time consuming and more difficult to implement when gene organization differs among species. Here we report the complete re-sequencing of the cp genome of Capsicum pepper (Capsicum annuum var. glabriusculum) using the Illumina platform. The total length of the cp genome is 156,817 bp with a 37.7% overall GC content. A pair of inverted repeats (IRs) of 50,284 bp were separated by a small single copy (SSC; 18,948 bp) and a large single copy (LSC; 87,446 bp). The number of cp genes in C. annuum var. glabriusculum is the same as that in other Capsicum species. Variations in the lengths of LSC, SSC and IR regions were the main contributors to the size variation in the cp genome of this species. A total of 125 simple sequence repeat (SSR) and 48 insertions or deletions variants were found by sequence alignment of Capsicum cp genome. These findings provide a foundation for further investigation of cp genome evolution in Capsicum and other higher plants.

GM벼 OsCK는 벼 유래의 OsCK1 유전자를 벼에 형질전환 하여 벼흰잎마름병 및 벼도열병에 대한 저항성을 높게 한벼로 농촌진흥청에서 개발하였다. 형질전환 벡터의 구성은 양쪽 border (LB, RB) 상간에 2개의 MAR 염기서열이 서로 마주보는 형태로 위치하고 있으며, 제초제 저항성 유전자 PAT는 CaMV 35S promoter에 의하여 발현이 유도되고, 목표 유전자인 choline kinase (OsCK)는 actin promoter에 의하여 발현이 조절되며 left border 기준으로 역방향으로 배치되었다. 도입유전자 확인을 위하여 adaptor ligation PCR을 수행하였는데, MAR 영역에 위치하는 제한효소로 GM벼 genomic DNA를 절단한 후 adaptor를 붙였다. 염기서열 분석을 위하여 T-DNA의 양 말단에서 primer를 제작한 후 sequence 분석을 하였다. 분석한 결과, T-DNA의 right border 인근의 MAR sequence가 벼 genome의 10번 염색체 129971번 염기와 연결되어 있음을 확인하였다. Left 영역의 삽입위치는 이후 실시한 Illumina NGS 시스템을 이용하여 확인할 수 있었으며, GM 벼에는 2개의 T-DNA가 도입되었음을 알 수 있고, 첫 번째 T-DNA는 벼 10번 염색체 BAC클론 OSJNBa0014J14의 128947번째 염기와 129970째 염기에 위치하고 벼 genome 염기 1024 bp가 결실됨을 확인하였다. 이 과정에서 첫 번째 T-DNA left border와 첫 번째 MAR sequence 일부(370 bp)가 결실되었고 right border와 두 번째 MAR 영역 199 bp가 결실되었음도 확인하였다. 두 번째 T-DNA는 right border가 결실된 형태로 첫번째 T-DNA의 35S promoter 중간에 삽입되었음을 확인하였다.

Common buckwheat (F. esculentum) and tartaryan buckwheat, also called as bitter buckwheat (F. tartarycum) grain and leaves (buds) are used in various dietary preparations and as leafy vegetable. The cultivated area of buckwheat is increased based on its nutritional value. Particularly bitter buckwheat is a rich source of rutin compared to common buckwheat which helps in reducing intra-vascular cholesterol, high blood pressure, diabetes and is also reported to have a crucial role in pharmaceutical research. With this functional characteristics of bitter buckwheat, the cultivation is now highly increased. But a few genetic and genomic research of tartari buckwheat are published until now. Here we described the complete full chloroplast genome sequence with NGS. Tartary buckwheat complete chloroplast genome is composed of a total sequence length of 159,272 bp which is 327 bp lesser than common buckwheat genome of 159,599 bp. Large single copy region (LSC) is comprised of 84,398 bp in tartary and 84,888 bp in common buckwheat whereas small single copy region (SSC) is 13,292 bp and 13,343 bp and the size of inverted repeat region (IR) is 61,532 bp and 61,368 bp in tartary and common buckwheat respectively. Total RNA bases were 11942 and 11950 and overall GC-content in tartary and common buckwheat is almost similar which is 37.9% and 38% with a GC skew of -0.016 and 0.02 respectively. Total repeat bases accounted for 1,056 bp and 804 bp with an average repeat length of 48 bp and 45 bp and the length of an average intergenic distance was 495 bp and 502 bp in tartary and common buckwheat respectively. F. tarataticum cp genome has a total of 104 genes including 82 protein coding genes, 29 transfer RNA genes and 4 ribosomal RNA genes. Protein coding genes include photosynthesis related genes majorly in addition to transcription and translation related genes. LSC region has 62 protein coding genes and 22 tRNA genes whereas SSC region contains 11 protein coding genes and one tRNA gene. The nucleotide and amino acid sequences of protein coding genes in LSC, SSC and inverted repeat regions in F.tartaricum and F.esculentum are highly similar with a total average identity of 98.8 and 98.3% respectively.