SSR(simple sequence repeat) #

SSR 개념 #

SSR(simple sequence repeat)로 단순 반복 염기 서열로 분자마커에 한 종류이다. 주로 식물에서 널리 사용되며, 식물학에서 중요한 genome reosurce이다. 연관 지도(linkage map) 작성, 표지이용 선발, 직계관계 분석, 다양성 연구, 진화 연구등에 활용된다.
간단한 PCR실험으로 활용할 수 있어 실제 육종가들이나 육종연구자들도 선호하는 방법이다.

Tandemly repeated DNA length polymorphisms의 특성 #

초위성체는 모든 원핵 생물과 진핵 생물의 게놈에서 보편적으로 발생하는 1~6개 뉴클레오티드로 구성된(수직적으로) 반복적인 DNA 서열을 말한다. SSR 모티프들의 이러한 수직 배열들은 세대당 한 좌위 내에서 10-7~10-3개의 높은 비율로 돌연변이가 발생한다. 따라서 반복된 단위의 수가 각각의 유전자형(genotype) 내에서 다양할 수 있으며, 이는 유전학 연구에서의 높은 다형성과 유용성을 갖는 SSR들을 만든다. 일반적으로 더 높은 수의 반복 단위들은 더 큰 유전자형의 변이들과 연관되어 있으며, 짧은 모티프들(예- 2개 뉴클레오티드)은 긴 모티프들(예- 4개 뉴클레오티드)보다 보통 더 많은 반복을 갖고 있다. 하지만, 짧은 모티프들은 PCR 과정에서 잘못된 염기쌍을 만들 수 있으며, 이는 유전형질 분석 오류를 발생시킬 수 있다. 더 길고 완벽한 SSR 좌위는 더 큰 대립 유전자의 변동성을 나타내는 것으로 알려져 있다.

SSR 마커 특징 #

SSR 마커의 가장 중요한 특징 중 하나는 좌위(loci)마다 여러 대립 유전자를 검출 할 수 있다는 것이며, 이는 단일 염기 다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 마커보다 유용한 점이다. SSR은 다른 분자 마커와 비교하였을 때 몇 가지 장점을 갖는다. 유전학적 다양성은 SSR 반복들을 중심으로 설계된 프라이머를 사용한 PCR과 길이 다형성을 진단하기 위한 절편들의 분석을 통해 쉽게 진단할 수 있다. SSR은 높은 재현성을 보이며, 근연 종 내에서의 호환성을 갖는다. 초위성체 PCR 증폭 프로토콜은 표준적이며(반응 당 약 1 ng 이하의 DNA가 필요), 형광 자동 유전 형질 분석 등 고효율 분석에 적당하다. 마지막으로, 초위성체 좌위는 매우 풍부하고 비교적 고르게 게놈 전체에 분포하고 있다. 하지만, 이러한 장점들은 초위성체 발견 및 확인 과정의 저효율성 때문에 전체 게놈을 대상으로 한 대규모의 SSR 마커를 만들기 위해 완전히 활용되고 있지 않다.

SSR 마커 발전 가능성 #

최근 차세대 시퀀싱(next-generation sequencing, NGS)이라 불리는 새롭고 혁신적인 시퀀싱 방법은 전통적인 생거법(Sanger method)에 비해 적은 비용만으로도 한 번에 수천 또는 수백만의 시퀀스를 생성하는 초고효율 기술이다. 최근 NGS가 많이 활용되는 분야 중 하나는 대규모의 유전적 다형성(genetic polymorphism)의 발견이다. 식물에서 이러한 새로운 기술의 활용은 단순 반복 염기 서열(simple sequence repeat, SSR) 또는 초위성체 (microsatellite) 좌위(loci)를 저비용으로 빠르게 발견할 수 있게 한다.

SSR 마커 개발 과정 #

Reference #

• Using next-generation sequencing approaches to isolate simple sequence repeat (SSR) loci in the plant sciences. Am. J. Bot. 2012; 99(2): 193-208

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