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카카오 유전체 지도의 완성과 카카오 산업의 동향

   

Theobroma cacao (cacao, 카카오)

 

- 아욱목(Malvales); 벽오동나무과(Sterculiaceae); Theobroma 속 ;Theobroma cacao

Genome sequencing status

- Theobroma cacao (Project ID: 41661) by Nestle [In progress]
- Theobroma cacao Matina 1-6 (Project ID: 51633) by Cacao genome consortium [In progress]

Genome Data

 Genome size : 380Mb
 Chromosome : 10개(2n = 20)

 Genome data NCBI submitted data (2010.11.23)

   DNA – 5,325
   EST – 159,996
   Protein – 358





 







카카오 나무는 그 씨앗을 가공하여 초콜릿의 재료로 이용된다. 이러한 카카오는 세계적인 수준의 소비량으로 커피•설탕에 이어 유통량이 많은 작물로 손꼽힌다. 현재 미국의 카카오 시장 170억 달러 규모 이고, 카카오의 소비량은 매해 증가하는 추세로 보다 많은 생산량과 좋은 품질의 카카오 생산이 중요하다. 하지만 병충해 및 기후 변화로 인해 카카오 생산량에 손실이 생겨 생산자들이 피해를 입거나 투자성 자금이 환금성이 큰 카카오에 몰리는 등 가격 상승이 일어나고 있으며 33년 만에 최고 가격을 기록 하기도 하였다.


최근 카카오 DNA 지도가 완성되었으며, 이는 미국의 대표적인 초콜릿 제조업체인 마르스(Mars)가 1000만 달러를 들여 컴퓨터업체인 IBM과 미 농무성의 후원 아래 2008년부터 2년간에 걸쳐 유전체 연구를 진행하였다. 생산량의 감소로 인해 소규모 농장 들과 초콜렛 업계에 많은 손실이 일어나고 있어 이와 같은 유전체 서열 지도의 완성으로 병충해 및 가뭄에 강한 품종으로의 개선이 가능해 질것으로 보이며, 그로 인해 카카오의 생산량의 안정화를 통해 결과적으로 생산량을 증가 할 수 있을 것이라는 전망되고 있다.

 
또한 서열정보를 이용한 품종 개량으로써 보다 고품질의, 폴리페놀 등의 영양성분의 함량이 높은 카카오 품종의 개발이 용이 해 지게 된다. 기타 허쉬, 네슬레 등 다양한 초콜렛 산업을 이끄는 기업들도 각각 유전체 분석 프로젝트에 많은 관심을 보이고 있으며 경쟁적으로 카카오 유전체 분석에 많은 노력을 기울이고 있다.


이 번 연구팀은 몇 가지 시퀀싱 전략을 함께 적용하여 카카오 유전체를 시퀀싱 하였다. Roche 454 와 일루미나 해독기를 이용한 NGS 시퀀싱과 고전적인 시퀀싱 방법인 생어 시퀀싱 방법을 이용한 BAC end 시퀀싱 을 통해 시퀀싱을 함께 함으로써 서로의 장점을 잘 이용하여 보다 많은 유전체와 정확도 높은 유전체 지도를 얻고자 하였다. 이 카카오 유전체 프로젝트를 통해 얻어진 성과는 생명정보학적 툴인 “GnpAnnot information” 이라는 시스템을 통해 유전체 구조 및 기능적 유전자에 대한 해독작업이 이루어 졌으며 G-Browser를 통해 연구자들이 시각적으로 방대한 카카오 유전체를 확인이 가능해졌다. 웹상에 데이터 베이스로 공개 되어있다. (http://cocoagendb.cirad.fr/)


마르스는 이번 연구결과인 카카오 유전체를 모두 공개 하였으며(http://www.cacaogenomedb.org/), 이는 미 농무성의 결정으로 가능해졌다. 무상으로 과학자들에게 카카오 유전체 데이터를 지원함으로써 카카오 농장의 수익 창출에 도움이 되고자 하는 공공성에 목적을 가지고 있든 프로젝트였기 때문이다. 가나의 한 연구기관이 처음으로 이 유전체 정보 이용하여 향후 12개월~14개월 안에 병충해에 강한 카카오 신품종을 개발, 10년 안에 생산량을 현재보다 3배 가량 늘릴 계획으로 있다.



참고

- http://cocoagendb.cirad.fr/Download/White_paper_cacao.pdf  국제 카카오 지놈 시퀀싱 컨설시움 백서 1.2 (The international cocoa genome sequencing consortium, White paper version 1.2) 
- http://cocoagendb.cirad.fr/  기존의 카카오 데이터베이스 (CIRAD프랑스 국제농업개발연구센터, USDA(미국 농무성), ICGD(국제카카오유전요소데이터베이스)) 
- http://www.cacaogenomedb.org/  Genome project 완료 후 MARS, 미국 농무성, IBM 등의 공동연구기관에서 구축한 데이터베이스


기사자료

 - 카카오 유전자 비밀 풀고보니
http://news.khan.co.kr/kh

 - 세계 경제 녹아 있네
http://article.joinsmsn.com/news/article/article.asp?ctg=11&Total_ID=3846247
 - 해외 기사
http://www.genomeweb.com/sequencing/mars-usda-ibm-led-team-sequence-cacao-genome

- 세상에서 가장 똑똑한 카카오
http://smarterplanet.co.kr/archives/1637

글 : ejyang

편집 : Thkim
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키워드 : 카카오, 초콜릿,유전자 지도, 유전체 시퀀싱,

 

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