모델 생물

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대장균그램 음성을 보이는 원핵생물의 모델로 이용된다.
노랑초파리는 널리 이용되는 모델 생물이다.

모델 생물생물학현상을 연구하고 이해하기 위해 특별히 선택되는 생물 종이다. 모델 생물을 통해 발견한 사실은 다른 여러 생물에게도 적용될 수 있다.[1] 특히, 모델 생물은 인간질병을 연구하기 위해 인체 실험을 대신하여 널리 이용된다.

생물들은 공통조상으로부터 진화하였기 때문에 대사회로발생생물학적 기초, 그리고 유전체에서 많은 공통점을 가지고 있기 때문에 모델 생물에서 발견한 사실들은 다른 생물에게도 폭넓게 적용된다.[2]

모델 동물의 선택[편집]

좋은 모델 동물은 풍부한 실험 데이터가 누적되어 인간을 포함한 실험하기 어려운 다른 생물들의 예시가 될 만한 것이다. 유전학에서는 실험의 결과를 확인하기에 유리한 모델 생물이 필요하다. 짧은 세대 주기를 갖는 노랑초파리선형동물이 좋은 예이다. 이외에도 실험 모델, 유전체학 모델 등이 있는데, 진화의 계통에서 중심을 차지하고 있는 종이 주로 선택된다.[3] 역사적으로 모델 생물들은 NIH 모델생물과 같이 유전자 데이터를 다루기 쉬운 종들이 선택되어 왔다.[4]

때때로 어떤 종들은 실험실에서 조작하기 쉽기 때문에 모델 생물로 선택된다. 이렇게 선택된 모델 생물은 대부분 한살이의 기간이 짧고, 근친교배줄기 세포의 형성, 그리고 인위적인 형질전환과 같은 유전자 조작이 쉬운 것들이다. 그리고 멸종 위기 등급에서 안전한 단계의 생물로 주변에서 쉽게 구할 수 있는 것이 선택된다.

이용[편집]

생물학에서는 다양한 모델 생물을 실험에 사용하고 있다. 분자생물학에서 최초로 도입된 모델 생물은 사람의 장기에서 쉽게 발견되는 대장균이었다. 또한 대장균을 숙주로 하는 박테리오파지 λ, 박테리오파지 T4와 같은 박테리오파지들도 유전자 조절과 유전자 구조를 파악하는 실험에서 중요하게 다루어진다. 그러나 박테리오파지와 같은 바이러스생물로 취급되기 어려운 특징이 있다. 즉, 바이러스는 숙주의 대사활동과 기능을 이용하여 번식할 뿐 독자적인 생명 활동을 하지 못한다.

진핵생물에서는 몇몇 종의 효모가 모델 생물로 쓰이는데, 특히 사카로미세스 세레비시아에(라틴어: Saccharomyces cerevisiae, 포도주, 맥주, 빵 등을 발효시키는데 쓰이는 효모)가 쉽고 빠르게 배양할 수 있어 유전학이나 세포생물학에서 널리쓰인다. 효모의 세포 주기인간과 매우 유사한 상동성을 보인다. 노랑초파리는 쉽게 기를 수 있고 염색체 구조가 간단하며 눈에 띄는 다양한 형질을 갖고 있어 모델 생물로 널리 이용되고 있다. 편형동물꼬마 선충(학명 Caenorhabditis elegans)은 세포 단계에서부터 성충에 이르기까지의 매우 고정적인 발생 과정을 거치기 때문에 정상적이지 않은 상태를 쉽게 포착할 수 있어 모델 생물로 널리 사용된다.

주요 모델 생물[편집]

바이러스[편집]

모델 생물로 쓰이는 바이러스:


원핵생물[편집]

모델 생물로 쓰이는 원핵생물:

진핵생물[편집]

모델 생물로 쓰이는 진핵생물;

원생생물[편집]

모델 생물로 쓰이는 원생생물:

균계[편집]

모델 생울로 쓰이는 균계 생물:

식물[편집]

모델 생물로 쓰이는 식물:

동물[편집]

무척추동물[편집]

무척추동물:

척추동물[편집]

모델 생물로 쓰이는 척추동물:

  • 기니피그 - 로베르트 코흐가 세균 실험의 숙주로 사용[27]한 이래 생물학에서 널리 쓰이는 모델 생물이다.
  • - 발생의 과정, 특히 양막의 생성 등을 관찰하는데 널리 쓰인다.
  • 고양이 - 신경과학의 연구에 사용되고 있다.
  • - 호흡순환계에 관한 연구에서 중요한 모델 생물로 취급된다. 또한 조건반사 실험에 이용되었다.
  • 생쥐 - 유전학과 분자생물학에서 널리 사용되는 모델 생물이다.
  • 제브라 다니오 - 치어 단계의 제브라 다니오는 투명한 몸을 지니고 있어 내부 기관의 발생 과정을 쉽게 관찰할 수 있다.

바깥 고리[편집]

주석[편집]

  1. Fields S, Johnston M (Mar 2005). "Cell biology. Whither model organism research?". Science 307 (5717): 1885–6. doi:10.1126/science.1108872. PMID 15790833.
  2. Fox, Michael Allen (1986). The Case for Animal Experimention: An Evolutionary and Ethical Perspective. Berkeley and Los Angeles, California: University of California Press. ISBN 0-520-05501-2.
  3. What are model organisms?
  4. NIH model organisms
  5. Chlamydomonas reinhardtii resources at the Joint Genome Institute
  6. 데이비드 슬론 윌슨, 김영희 역, 진화론의 유혹, 북스토리, 2009, ISBN 89-93480-16-8, 204쪽
  7. 한국해양연구소 해양물리연구단 안유환, 동해의 "白花현상" 원인에 대한 고찰
  8. Aspergillus nidulans
  9. Kües U (June 2000). "Life history and developmental processes in the basidiomycete Coprinus cinereus". Microbiol. Mol. Biol. Rev. 64 (2): 316–53. PMID 10839819. PMC 98996
  10. ^ Davis, Rowland H. (2000). Neurospora: contributions of a model organism. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-512236-4.
  11. 김상래·이병욱( 고신대학교 자연과학대학 생명과학부), Neurospora crassa rcm-1 돌연변이체의 특성
  12. 박남미·김동식·최형태(강원대학교 생명과학부 미생물생리학 실험실), 먹물버섯 Coprinellus congregatus에서 분열자를 사용한 형질전환
  13. About Arabidopsis on The Arabidopsis Information Resource page (TAIR)
  14. BRIC, 조형택 인터뷰
  15. 동경대학 대학원 생명과학연구과 분자대사제어학분야, [http://www.takara.co.kr/pds/magazine/pdf/37/tip_2.pdf Smart Cycler System을 사용한 Lotus japonicus의 균근 공생관련 유전자의 발현해석]
  16. 수생식물자원 정보은행, 개구리밥
  17. Michael K Udvardi,Legume genomes and discoveries in symbiosis research
  18. http://www.mimulusevolution.org/
  19. What is BY-2
  20. Jäntschi L, Bolboaca SD (2008). "A structural modelling study on marine sediments toxicity". Mar Drugs 6 (2): 372–88. doi:10.3390/md20080017. PMID 18728732
  21. Riddle, Donald L. (1997) (Full text). C. elegans II. Plainview, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 0-87969-532-3. TOC.
  22. 심재갈, 국립암센터 암실험자원연구과꼬마선충
  23. 김유선 김종현 여윤구 김우철 박상현(연세대학교 컴퓨터과학과) 다염기변이 유전체에 대한 서열 정렬 툴 분석
  24. 김길중, 강릉대학교 해양생명공학부, 척삭동물 멍게의 발생생물학
  25. Manev H, Dimitrijevic N, Dzitoyeva S. (2003). "Techniques: fruit flies as models for neuropharmacological research.". Trends Pharmacol Sci. 24 (1): 41–3. doi:10.1016/S0165-6147(02)00004-4
  26. 이규호, 한국외국어대학교 자연대학 환경학과,해양 발광세균 , Vibrio fischeri의 공생 및 생태적 특징
  27. 이원경, 미생물 작은세상의 반란, 성우, 2002, ISBN 89-88950-52-6, 134쪽