향상된 유제품 생산을 위한 유전자 식별 방법 개발

 

EU는 주요 축산물 생산국으로서 증가하는 세계 인구와 기후 변화의 영향을 최소화하기 위해 지속 가능한 식량 생산을 확대해야함. GplusE 프로젝트는 가축의 사육환경 및 생산성 개선을 목적으로 새로운 유전자형과 식별 툴 개발을 위한 연구를 진행하였음.

2050년 세계 인구가 100억 명에 다다를 것으로 예상되는 가운데, UN의 식량 및 농업 기구(FAO, Food and Agricultural organisation)는 현재 보다 약 70% 이상의 식량 생산 및 공급이 필요할 것이라고 발표함.

이러한 수요를 충족시키기 위해, 농업 종사자들은 이산화탄소 배출량 및 기후변화의 영향을 최소화하면서도 생산성을 늘려야 함. 이는 가축 사육의 효율성을 높일 수 있는 먹이를 제공하고, 젖소의 수명 및 생산성 증대를 통해 유제품의 생산량을 늘리되, 온실가스 배출량을 최소화해야 한다는 것을 의미함.

EU의 지원을 받아 진행된 GplusE 프로젝트는 생물학적 변이에 대한 유전자형 식별에 관한 연구를 통해 환경 및 농장 운영이 생물학적 변이에 끼치는 영향을 분석함으로써 젖소에 적합한 유전체 선발(genomic selection)을 가능하게 함.

GplusE 프로젝트는 유전자 변이와 관련된 유전자형에 대한 정보를 수집하여 젖소의 유전자를 구별하였음. 젖소 무리 관리 전략도 개발했는데, 이 전략은 11가지의 위험요소 식별을 포함하고 있으며, 건강, 사육 환경, 유제품 생산성 등 7가지 통제기준을 제시하고 있음.

우선, GplusE 연구팀은 젖소 유전자들을 분석하여 건강, 생식력, 생리적 상태, 사육 환경 등과 관련된 주요 특성들을 보여주는 바이오 마커를 쉽게 측정할 수 있는 방법을 개발하였음. 연구팀은 유럽과 중국 등 다양한 환경에 있는 젖소 약 3,000마리를 대상으로 연구를 진행하였음.

연구팀은 젖소가 생산한 우유에서 생식력, 에너지 불균형 상태, 건강, 질소 효율성 등을 포함한 환경 관련 요소 등에 대한 바이오 마커를 발견했음. 이러한 발견은 태어날 젖소의 장애 위험 등 사육 가치를 예측함으로써 열스트레스에 상대적으로 강한 젖소의 생산을 가능하게 함.

GplusE의 연구책임을 맡고 있는 마크 크로우(Mark Crowe)교수는 연구를 통해 얻어진 유전체 마커들은 탄소배출량 감소나 젖소의 전반적인 건강증진 등과 같은 목적을 위한 유전자 선발 및 사육을 위해 사용되어야 한다고 주장함. 아울러 연구팀의 개발 중 특히 젖소의 생식력 예측과 관련된 바이오 마커 발견에 대해 강한 자부심을 나타냄.

연구팀은 다양한 조직(전혈 백혈구, 말초혈구 단세포, 간 체세포 등)의 특정 유전자 발현 패턴과 관련 규칙을 밝히기 위한 실험을 진행하였음. 이를 통해 신진대사 상태를 생식 및 유방염과 연결하는 새로운 유전자 경로가 발견되었으며, 이는 출산 후 젖소의 면역 상태와 건강의 상관관계에 대한 이해를 넓히는 데 많은 도움이 되었음.

GplusE 프로젝트의 연구성과는 젖소의 건강과 관련된 특성 예측성을 높임으로써 젖소의 사육 환경을 개선하는 동시에 식량 생산 효율성 역시 확대할 수 있을 것으로 기대되고 있음. 또한 젖소 무리 관리 전략 개발을 통해 축산업자들이 생산성을 늘리고 최선의 결정을 할 수 있는 방법을 제시함으로써 소비자들이 양질의 제품을 공급받을 수 있는 지속가능한 축산업의 가능성을 보여주고 있음.

마크 크로우 박사는 연구팀의 이러한 연구는 포유동물들과 관련된 다른 유전체 연구들에도 새로운 정보를 제공할 수 있으며, 인간을 포함한 다른 포유동물의 건강 증진에도 기여할 수 있을 것이라고 기대를 드러냄.

GplusE 연구팀은 현재 프로젝트 결과를 상품화할 수 있는 수준으로 진전시키기 위한 추가 연구를 진행하기 위해 연구비 조달 방법을 모색하고 있음.

 

출처: CORDIS

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