1. 야생 동물의 유전체를 이용한 집단유전학 및 진화생물학적 연구

차세대 염기 서열 분석법(NGS)의 발전에 따라 대용량의 유전정보를 확보할 수 있는 기반이 마련되었고, 야생 동물의 유전체 자료도 이전 보다 쉽게 연구할 수 있게 되었습니다. 본 연구실에서는 야생 동물 각 종의 draft genome을 구축하고 유전체 전체에 골고루 퍼져 있는 대량의 SNP(single nucleotide polymorphism) marker들을 발굴합니다. 이렇게 얻어진 유전 정보들을 이용하여 집단유전학 및 진화생물학적 연구를 아래와 같이 수행합니다.

• 집단의 유전적 다양성과 구조 파악, 집단 간 분화 정도의 분석
• 적응 유전자좌(adaptive loci)와 중립 유전자좌(neutral loci)를 구분하고, 이를 분석하여 자연선택(natural selection)과 생명체의 적응(adaptation) 과정을 밝히는 연구 수행
• 집단의 유효 개체군 크기(effective population size), 병목 현상(genetic bottleneck), 확장, 축소, 분기 등의 과정을 분석하여 집단의 진화적 정착 역사 연구

2. 담수어류 면역 시스템의 유전과 진화, 생태학적 중요성 연구

척추동물 면역 시스템에서 결정적인 역할을 하는 MHC (Major Histocompatibility Complex)의 진화 양상과 유전학적인 성질 등을 연구합니다. NGS 기술의 발전으로 MHC 유전자의 구조, 대립인자 파악 등이 수월하게 되었고, 면역 유전자를 이용한 집단유전학, 진화유전학적 연구가 가능해 졌습니다. 현재 진행하고 있는 연구나 수행 예정인 연구는 아래와 같습니다.

• Amplicon sequencing을 이용하여 집단의 MHC 대립 유전자의 구성과 구조를 파악
• MHC 유전자의 전체 서열과 구조를 여러 가지 NGS 기술을 이용하여 구축
• 집단의 MHC 구성과 생태학적 요소의 관계를 규명

3. 침입종(외래종)과 토착종의 진화적 상호 관계를 밝히기 위한 유전체학 연구

우리나라 담수 생태계에서 블루길(파랑볼우럭), 배스(큰입우럭)으로 대표되는 침입종은 가장 심각한 생태계 교란 원인 중 하나입니다. 심지어 한강에만 살던 강준치, 끄리와 같은 포식성 어종이 낙동강에 침입종으로 들어와 낙동강 토착종들을 마구잡이로 잡아먹기도 합니다. 평화롭게 살던 토착종들은 포식압 등을 받아 짧은 시간 내에 침입종이 야기한 환경의 변화를 많이 겪게 되고, 오랜 시간 그들이 영위하던 생태적 지위를 상실하게 됩니다. 이러한 상황에서 야기되는 종들의 유전체 및 후성유전학적(epigenetic) 변화를 연구하는 것이 목적입니다. 이를 통해 칩입종으로 인해 토착종들이 겪는 극한의 상황에 대해서 분석하고, 나아가 칩입종의 문제점을 보전유전학적 관점으로 해석할 수 있는 토대를 마련하려고 합니다.