[자연과학]동아시아의 LY1 Retroposon 삽입다형이 한국민족 계통에 미치는 영향

소개

우리는 동아시아의 몇몇 집단들로부터 연관성이 없는 662명의 Y-Chromosome의 단일 중심체의 정렬에 LY1 retroposon 삽입다형을 조사하였다.
LY1 삽입다형은 L1-alphoid 접합의 flanking primer을 이용한 PCR 증폭과 은으로 염색(silver staining)을 한 전기영동으로 확인하였다.
특히 LY1 retroposon은 Short interspersed repeat의 특성 및 3‘ 말단에 약 40bp의 poly-A tail을 지니며, 개인간 또는 민족간의 adenine(A) 반복수의 차이를 나타낸다.
조사결과 LY1의 삽입이 중국인 표본( 6.0%)에서 여러 유형으로 일어났으나, 현재 미아오인( 25.0%), 중국의 한족( 21.4%) 다음으로 한국인 ( 10.1%), 몽고인 ( 8.8%) 그리고 일본인( 1.6%)의 순으로 나타난다.
이런 유형의 변화는 최근에 다른 조사에서도 나타나는데 , 중국에서 높은 빈번한 변화와는 다르게 중국 인접 지역에서는 낮은 빈도 변화를 보이고 있다.
하지만 대부분의 Caucasion( 백인종)과 Negriod( 흑인종)의 남성에서는 LY1 retroposon 삽입은 일어나지 않았다.

목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 재료 및 방법 .

1. 실험 재료

가. 구강상피세포에서의 Genomic DNA 추출
나. 혈액에서의 Genomic DNA 추출
다. LY1 retroposon 삽입다형 분석
① LY1 retroposon의 삽입다형의 유전형
② LYq retroposon 삽입다형 분석을 위한 PCR 방법

라. LY1 retroposon의 전기영동 확인 방법
마. Silver staining 과정.
바. LY1의 PCR clone의 DNA sequencing
사. 통계 분석 및 population tree 작성.
Ⅲ. 결 과

본문내용

지금까지 한국인들은 북동아시아 집단에 속한다고 생각되어 왔다.(Nei and Roychoudhury, 1993; Cavalli-Sforza et al., 1994) 단백질과 핵 DNA에 classic maker들에 대한 유전적 변화를 보면 한국인은 다른 동아시아인 보다 몽고인과 비슷한 경향이 (Goecce et al., 1987; Saha and Tay, 1992)있으나, 반대로 mtDNA(미토콘드리아 DNA)의 결과로는 동아시아 집단에 대한 계통 유전적 분석으로 보았을 때는 몽고인보다는 일본인이나 중국인에 더 가깝게 나타나는 것을 확인 할 수 있다. (Horai et al., 1996; Jin et al., 1999)
이런 classic maker들과 mtDNA 분석 결과의 불일치는 현대 한국인의 기원과한국인 집단의 과거 이동경로를 더 이해하는 대 있어서 많은 수의 다양한 유전적 maker들이 필요로 하게 되었다.
Y-chromosome maker들은 인류 집단의 유전자 분석과 법의학적인 분석으로 개인 인식을 알아보는데 있어서 유용한 유전적 marker이다.
Y-chromosome은 재결합이 일어나지 않는 부분으로 반수체로 아버지로부터 아들로만 전달된다는 독특한 특징을 가지고 있다. 또 과거에 생긴 한 번의 돌연변이라도 재조합이 일어나지 않아 DNA sequence 으로 확인할 수 있다.
그 결과, Y-chromosome의 반수체의 구성의 다양한 형태로 부(父)계 쪽 계통의 유전과 다른 여러 집단 간의 유전적 친화관계를 알 수 있게 되었다.
여기서 사용한 유전적 marker로는 돌연변이의 분자적 특성에 따라 크게 재발성다형(recurrent polymorphism)과 유일성 다형( unique polymorphism)으로 구분된다.
재발성다형은 동일한 대립인자가 독립적으로 일정한 돌연변이율에 의해 반복하여 생길 수 있는데 비하여, 유일성 다형은 염기서열의 치환이나. 작은 부분의 DNA삽입, 결실이 단 한번의 돌연변이에 의해 나타난 경우를 말한다. 따라서 유일성 다형이 재발성 다형에 비해 낮은 돌연변이율과 조상형을 결정할 수 있기 때문에 인류 집단의 과거 진화적 과정을 추정하는데 적절하게 이용 될 수 있다.( Hammer and Zegura 1996 )

참고자료

· Cavalli-Sforza, L.L., P. Menozzi and A. Piazza A(1994) The History and Geography of Human Genes. Princeton University Press, Princeton.
· Goedde HW, Paik YK, Lee CC, Benkmann HG, Kriese L, Bogdanski P and Winkler M(1987) Red cell and serum protein polymorphi는 in three population groups of south Korea. Gene Geogr. 1: 177-188
· Hammer MF(1994) A recent insertion of an Alu element on the Y chromosome is a useful marker for human population studies. Mol. Biol. Evol. 11: 749-761.
· Hammer MF(1995) A recent common ancestry for human Y chromosomes. Nature 378: 376-378.
· Hammer MF and Zegura SL(1996) The role of the Y chromosome in human evolutionary studies. Evol. Anthropol. 5: 57-75
· Hammer MF, Spurdle AB, Karafet T, Bonner MR, Wood ET, Novelletto A, Malaspina P, Mitchell RJ, Horal S, Jenkins T and Zegura SL(1997) The geographic distribution of human Y chromosome variation. Genetics 145: 787-805
· Horai S, Murayama K, Hayasaka K, Matsubayashi S, Hattori Y, Fucharoen G, Harihara S, Park KS, Omoto K and Pan IH(1996) MtDNA polymorphism in East Asian populations, with special reference to the peopling of Japan. Am. J. Hum. Genet. 59: 579-590
· Hurles ME, Veitia R, Arroyo E, Armenteros M, Bertranpetit J, Perez-Lezaun A, Bosch E, Shlumukova M, Cambon-Thomsen IJ, Sin호 L, Pandya A, Santos FR, Tyler-Smith C and Jobling MA(1999) Recent male-mediated gene flow over a linguistic barrier in Iberia, suggested by analysis of a Y- chromosomal DNA polymorphism. Am. J. Hum. Genet. 65: 1437-1448.
· Jin HJ, Choi JW, Shin DJ, Kim JM and Kim W(1999) Distribution of length variation of the mtDNA 9-bp motif in the intergenic COⅡ/tRNALys region in East Asian populations. Korean J. Biol. Sci. 3: 393-397
· Kim YJ, Pank SG, Ahn GS and Kim W(1999) 49a/TaqⅠ haplotypes according to the sumame groups in the Korean population. Korean J. Genetics 21: 181-192
· Kim W, Shin DJ, Harihara S and Kim YJ(2000) Y chromosomal DNA variation in East Asian populations and its potential for inferring the peopling of Korea. J. Hum. Genetics 45: 76-83
· Kim YJ, Shin DJ, Kim JM, Jin HJ, Kwak KD, Han MS, Choi SK and Kim W(2001) Y chromosome STR haplotype profiling in the Korean population. Forensic Sci. Int. 115: 229-235
· Nei M and Roychoudhury A.K(1993) Evolutionary relationships of human populations on a global scale. Mol. Biol. Evol. 10: 927-943.
· Nikaido M, Rooney AP and Okada N(1999) Phylogenetic relationships amog cetartidactyls based on insertions of short and long interpersed elements: hippopotamuses are the closest extant relatives of whales. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96: 10261-10266.
· Oh HJ, Shin DJ, and Kim W(2000) Linkage disequilibrium between two Y-linked loci of DXYS5Y and SPY465 in the Korean population. Korean J. Genetics 22: 27-33.
· Rabilloud T, Carpentier G and Tarroux P(1988) Improvement and simplification of low-backgroud silver staining of protein by using sodium dithionite. Electrophoresis 9: 288-291.
· Richards B, Skoletsky J, Shuber AP, Balfour R, Stern RC Dorkin HL, Parad RB, Witt D and, Klinger KW(1993) Multiplex PCR amplification from the CFTR gene using DNA prepared from buccal brushes/swabs. Hum. Mol. Genet. 2: 159-163.
· Ruofu D and Yip VF(1993) ethnic groups in China. Science Press, Beijing, New York
· Saha N and Tay JSH(1992) Origin of Koreans: A population genetic study. Am. J. Phys. Anthropol. 88: 27-36
· Sambrook J, Fritsch EF and Maniatis T(1989) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edn. Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York.
· Sanger F, Nicklen S and Coulson AR(1977) DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74: 5463-5467
· Santos FR, Pandya A, Kayser M, Mitchell RJ, Liu A, Singh L, Desto-Bisol G, Novelletto A, Qamar R, Mehdi SQ, Adhikari R, de Knijff P and Tyler-Smith C(2000) A polymorphic L1 retroposon insertion in the centromere of the human Y chromosome. Hum. Mol. Genet. 9: 421-430.
· Stoneking M, Fontius JJ, Clifford SL, Soodyall H, Arcot SS, Saha N, Jenkins T, Tahir MA, Deininger PL and Batzer MA(1997) Alu insertion polymorphisms and human evolution : evidence for a larger population size in Africa. Genome Res. 7: 1061-1071
· Su B, Xiao J, Underhill P, Deka R, Zhang W, Akey J, Huang W, Shen D, Lu D, Luo J, Chu J, Tan J, Shen P, Davis R, Cavalli-Sforza L, Chakraborty R, Xiong M, Du R, Oefner P, Chen Z and Jin L (1999) Y-chromosome evidence for a northward migration of modern humans into eastern Asia during the last Ice Age. Am. J. Hum. Genet. 65: 1718-1724.