차세대 시퀀싱(NGS) 기술의 발명으로 연구자들은 한 번의 실행으로 대량의 뉴클레오타이드 서열을 생산할 수 있게 되었다. 이는 생물학, 생화학 및 진화 연구에 있어 가장 강력한 기술 중 하나이다. 이런 측면에서 다양한 컨소시엄은 NGS 기술을 이용하여 여러 생명체의 유전체 데이터를 생성하고 있는데, 이는 이전 기술로부터 생산된 전체 데이터보다 더 많은 데이터를 생성했다. 이러한 생산된 데이터를 기반으로 많은 생물학적 연구는 다중 오믹스 접근법을 통해 생물의 형질 및 생물학적 현상의 기초를 이해하기 위해 나아가고있다. 다양한 표현형 특성과 생리적 현상을 이해하기 위해 이 논문은 유전체학과 전사체학의 적용을 소개하면서 유전체와 전사체 수준의 차이가 각각 표현형과 생물학적 현상에 어떻게 영향을 미치는지를 탐구한다.
본 논문은 3개의 장으로 구성되어 있다. 1장에서는 유전적 변이, 진화 연구, 전사체 분석 및 긴꼬리닭에 대한 배경지식 및 연구들을 소개한다. 긴꼬리닭의 긴 꼬리 표현형과 관련된 유전체 특성과 털갈이와 관련된 전사체의 청사진은 각각 2장과 3장에서 논의하였다.
2장에서는 한국에서 유일하게 긴 꼬리 깃을 가진 닭인 긴꼬리닭에 대한 유전체적 이해를 제공한다. 본 연구에서는 긴 꼬리 깃의 유전적 요인을 규명하기 위해 집단 유전체 분석법을 통해 긴꼬리닭의 유전체를 조사하였다. 긴꼬리닭의 유전체 구조 및 다른 품종집단과의 관계를 분석하여 고유한 특성을 나타내었고, 긴꼬리닭과 다른 14개 품종과의 분기점을 추정하여 긴꼬리닭이 다른 품종과 구별되는 개체군 임을 보였다. 또한, 선택된 유전체 지역의 탐색을 통해 긴꼬리닭의 긴 꼬리 깃 형질에 대한 선택적 일소 및 복제 수 변이의 차이를 밝혔다. 여기에는 2번 염색체 끝에 있는 feather keratin 1-like 유전자가 밀집된 지역을 포함하여 여러 유전자 및 유전체 지역이 있다.
3장에서는 조류의 생활 주기에서 중요한 단계인 털갈이의 전사체적 효과를 해독하는 연구를 소개하고있다. 털갈이는 닭의 다양한 조직과 생리적 기능에 깊은 영향을 준다. 전사체 분석을 통해 털갈이가 유전자 발현 및 전사에 미치는 영향이 조직 유형 전반에 걸쳐 발견되었다. 수탉의 털갈이 청사진은 조직 또는 조직 그룹과 관련된 것으로 나타났다. 그리고 miRNA와 mRNA 데이터를 통합하여 신경 발생 조절, 면역 조절, 각종 장기 발달 등 닭이 털갈이를 할 때 miRNA의 잠재적인 기능을 규명했다. 또한, 세포 역학, 신경계 또는 면역, 그리고 털갈이에 반응하여 광범위하게 조절되는 것으로 나타난 과정 및 기능과 관련된 털갈이의 잠재적인 바이오마커를 발견했다.
본 논문은 긴꼬리닭 품종의 고유한 유전 자원으로서의 가치를 뒷받침하고 조류의 긴 꼬리 특성의 유전적 기반을 조명한다. 또한 전사체(mRNA, miRNA) 수준에서 닭의 털갈이 효과를 해독하여 전체 유기체 규모의 포괄적인 설명을 제공한다. 이 새로운 지식은 진화 발달 생물학에 대한 우리의 일반적인 이해에 기여하고 정밀한 교배를 통해 관상용 닭 생산성에 있어 유전적 개선을 하고 이를 구현하기 위한 새로운 유전체 증거와 옵션을 제공할 것으로 기대된다. 또한 향후 닭의 전사체 분석에 귀중한 자료로 활용되어 털갈이에 대한 새로운 통찰을 제공할 수 있을 것이다.
결론적으로, 이 연구는 다중 오믹스 접근법을 통해 표현형적 특성을 포함하는 유전체 특성(유전체학)과 털갈이와 같은 생리학적 현상(전사체학)을 규명한다.