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미 연구진, 빅데이터 활용해 물고기 게놈 편집하는 방법 개발

정원석 기자 jywoo@dailysecu.com 2018년 04월 18일 수요일

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▲캘리포니아 방어(출처=위키미디어 커먼스)
미국 아이오와주립대학의 유전학자들이 빅데이터와 슈퍼컴퓨터를 활용해 방어 종 물고기의 게놈을 조립하는 방법을 개발했다.

연구원인 앤드루 세버린은 캘리포니아 방어에게 ZW 성 결정 시스템이 존재하며 이것은 염색체의 위치와 물고기가 서식하는 지역이 성별 결정에 영향을 미치는 것이다. ZW 성 결정에서는 물고기 난자가 자손의 성별을 결정하지만 인간과 같은 XY 성 결정에서는 정자가 자손의 성을 결정한다.

세버린은 이번 연구 결과로 어린 물고기의 성별을 확인하는 마커를 개발할 수 있기 때문에 물고기의 성별을 정확하게 파악하는 것이 중요하다고 말했다. 또 이 연구 결과는 물고기 양식장에서 수확량을 늘리기 위해 양식 방법을 개선하는 데 쓰일 수 있다.

캘리포니아 방어 게놈은 6억 8,500만 개의 DNA 염기쌍을 가지고 있으며, 세버린과 연구진은 이것을 수천 개의 작은 조각으로 나누고 조립해 축적된 대규모 데이터를 얻었다. 이 DNA 서열 테이터는 500GB에 달했으며 아이오와주립대학의 컴퓨터가 처리할 수 있는 데이터의 양보다 훨씬 많았다. 그래서 연구진은 미국 국립과학재단에 도움을 요청했다.

이 게놈 조립은 피츠버그 슈퍼컴퓨팅 센터의 블랙라이트 시스템으로 진행됐다. 이것은 게놈 데이터를 저장하고 알고리즘을 실행하는 데 충분한 메모리를 갖추고 있는 컴퓨터다. 연구진은 6,400개에 이르는 델 파워엣지 서버를 갖춘 슈퍼컴퓨터로 물고기 게놈에서 밝혀진 유전 모델의 주석을 작성하고 기능을 분석했다. 분석에는 블래스트(BLAST, Basic Local Alignment Search Tool)가 사용됐다. 이 작업은 불과 2주 만에 끝났다.

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