벼 유전체 연구 ‘초고성능컴퓨터’로 더 빠르고 정확하게

농촌진흥청 2019.08.13

- 벼 엽록체 유전체 조립… 농생명정보 빅데이터 분석 국내 첫 사례 -
농촌진흥청(청장 김경규)은 초고성능컴퓨터를 활용해 벼 3,000계통 엽록체 유전체를 분석하고, 이를 통해 2,746개의 엽록체 유전체 정보를 완전 해독했다.
엽록체 유전체에는 생산성을 좌우하는 광합성 유전자 등 핵심 유전자가 포함돼 식물의 유전적 다양성과 진화 연구에 중요한 기초 자료로 쓰인다.
그러나 유전체 조립은 샷 건(Shot gun) 방식¹⁾을 통해 산산이 부숴놓은 유전체 파편을 원래대로 끼워 맞추는 과정을 거친다. 일반적인 개인용 컴퓨터로는 많은 시간과 비용이 든다.
현재까지 국제적으로 발표된 고품질 벼 엽록체 유전체는 10여 개에 불과해 활용에 한계가 있었다.
이 연구에 사용한 초고성능컴퓨터는 지난해 도입됐으며, 컴퓨터 1,000여 대의 용량으로 초당 100조 번의 연산이 가능하다.
초고성능컴퓨터를 활용해 세계 각 나라의 연구팀에서 발표한 벼 3,000계통의 유전체 빅데이터를 분석해 3일 만에 2,746개의 고품질 유전체를 조립할 수 있었다.
농촌진흥청은 엽록체 유전체 조립 결과를 국내 연구자들이 활용할 수 있도록 9월 1일부터 국립농업생명공학정보센터(NABIC, http://nabic.rda.go.kr)을 통해 공개할 예정이다.
이번 연구 결과 공개는 빅데이터 기반으로 빠르게 전환되고 있는 국내외 농생명 연구·개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.
농촌진흥청 국립농업과학원 안병옥 유전체과장은 “이번 연구는 급증하는 농생명정보 빅데이터 연구에 초고성능컴퓨터를 활용한 첫 사례로 그 의미가 크다.”라며, “앞으로 벼 뿐만 아니라 다른 작물에도 적용해 품종 구분 마커 개발 등은 물론, 정부혁신의 하나로 새로운 육종 기술 연구·개발에도 적극 활용할 계획이다.”라고 말했다.
[참고자료] 초고성능컴퓨터로 유전체 해독 등
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¹⁾ 마치 산탄총으로 물체를 쏜 것처럼(Shot gun) 산산이 부셔놓은 유전체 서열을 슈퍼컴퓨터 등의 초고속 정보처리 장치로 분석하는 기법
[문의] 농촌진흥청 유전체과장 안병옥, 이태호 연구관 063-238-4558