Chloroplast genome은 녹색식물에 존재하는 세포소기관으로 식물의 대사작용의 중심으로써 광합성과 다른 대사과정에 필요한 주요 단백질들을 암호화합니다. Chloroplast genome은 대사과정 뿐만 아니라 식물의 계통분석과 진화분석에 중요한 단서를 제공합니다.
 
 Chloroplast genome의 크기는 고등식물의 경우 120 - 180 kb 정도이지만, genome 서열보다 더 많은 conserved sequence를 갖는 유전자 영역 존재합니다. 또한 Chloroplast genome의 서열 변이와 구조적 변이 차이가 존재합니다.
 
 Chloroplast genome으로 식물 간의 유연관계 분석 뿐만 아니라 Chloroplast에 존재하는 몇 가지 유전자가 주로 이용하여 규명되지 않은 종 (species)을 동정할 수 있는 barcode를 작성하는데 있어 유용한 정보를 제공합니다. 
 
 ㈜씨더스는 분석 샘플의 Resequencing data를 이용한 Chloroplast genome assembly를 통한 개체 간의 변이 분석 및 계통 분석을 진행하고 있습니다.
 
 

▶ Chloroplast genome assembly 의 과거와 현재
 
 기존의 Chloroplast genome 서열은 chloroplast enrichment 를 통한 Sanger sequencing 을 통해 sequence 정보를 확보하고, 확보된 데이터를 이용한 alignment 방법을 통해 진행되었습니다.
 
 기술의 발전함에 따라 High-throughput sequencing (NGS) 기술이 chloroplast 유전체학과 유전학에 접목되면서 1986년, tobacco를 시작으로 한  Chloroplast genome 정보가 300여개의 작물과 나무의 genome을 포함하여 총 800개가 넘는 complete chloroplast genome 서열이 작성되었습니다.
 
 현재, 진보된 분석 알고리즘으로 다양한 식물체의 Chloroplast genome 서열을 완성하는 연구가 빠르게 진행되고 있습니다. 게재되는 다양한 논문을 통해, 완성된 Chloroplast genome 서열을 이용하여 몇몇의 식물 군의 phylogenetic studies와 계통 내에서의 진화관계를 규명한 결과를 확인할 수 있습니다. Chloroplast genome 내의 특정 유전자 서열을 이용하여 작성한 barcode로 종(Species)을 동정한 사례도 보고되었습니다.

▶ Resequencing 을 통한 Chloroplast genome  assembly, annotation 및 유연관계분석 
 
 Chloroplast genome  assembly에 필요한 데이터는 분석 샘플의 resequencing 데이터와 유사 종 (Family 또 Order 수준이 같은 종)의 Chloroplast genome 서열입니다.  
 
 Resequencing data를 이용한 Chloroplast genome assembly를 통해 샘플의 complete Chloroplast genome 서열 작성하고 annotation 을 진행합니다. 확보된 Chloroplast genome 서열 또는 genome 내의 특정 유전자 서열을 이용한 유연관계 분석(Phylogenetic tree)의 결과를 확보 할 수 있습니다. 또한 Chloroplast genome 내의 개체 간의 변이분석을 통한 계통 분석을 진행하실 수 있습니다.
 
 저희 ㈜씨더스와 함께 하신다면 다년간의 분석경험과 정보를 통해 한번의 resequencing을 통해 Chloroplast genome assembly, annotation  뿐만 아니라 변이분석을 통한 유연관계분석 까지 진행하실 수 있습니다.
 

 
▶ References 
* Daniell et al.(2016) Chloroplast genomes: diversity, evolution, and applications in genetic engineering. Genome Biol 17 (1):134.
* Liu et al. (2018) Complete Chloroplast Genome of Cercis chuniana (Fabaceae) with Structural and Genetic Comparison to Six Species in Caesalpinioideae. Int J Mol Sci 19 (5).