주요 법생물 대상의 DNA 바코드 분석 연구

초록

야생동물의 종 식별은 범죄 현장 추론, 원산지 및 원재료 표기 위반, 국제적 멸종위기종(보호종) 및 생물종 파생 상품에 대한 불법적 거래 등 다양한 사회적 이슈를 해결하기 위한 법과학 분야의 필수적인 조사 절차로 다루어지고 있다. 종 식별 및 분류에는형태학적 형질에 기반한 전통적인 분류법이 알려져 있으나, 생물분류 전문가의 지식없이 종을 판별하는데 어려움이 있으며, 법과학 분야의 현장에서 직면하는 다양한 야생동물 시료들은 형태학적 식별 형질이 손상된 경우가 많아 DNA 바코딩을 활용한 감식기법이 필수적이다. 현재 야생동물의 다양한 법과학적 사건을 해결하는데 DNA 바코딩 기술이 활용되고는 있으나, 표준화된 실험 및 분석법이 적용되지 않아 과학적증거채택에는 어려움이 따른다. 따라서 본 연구에서는 야생동물의 DNA 바코드정보와 계통학적 근거에 기반한 분석 가이드라인을 작성하고 이에 대한 유효화 실험을진행하였으며, 특히 DNA 바코드 분석의 표준화가 이루어지지 않은 한반도 야생동물을 대상으로 분석 표준화의 기준틀을 마련하고자 한다. DNA 바코딩을 수행하기 위해서는 적절한 분자 마커의 선택이 중요하며, 야생동물의 경우 미토콘드리아 COI 유전자가 DNA 표지자로서 가장 많이 활용되고 있다. 또한미토콘드리아 COI 유전자는 다른 유전자에 비해 월등히 많은 수의 유전정보가 축적되어 있어서 바코드 정보로서의 유용성이 매우 높다고 할 수 있다. COI 유전자 염기서열은 DNA 바코드로서의 유용성으로 인해 방대한 양의 정보가 데이터베이스화되어있으나, 시퀀싱 오류를 포함한 생태계 내에서 발생할 수 있는 생물학적 복잡성으로인해 잘못된 정보를 제공하는 사례가 빈번하게 발생한다. 따라서 DNA 바코드 정보의활용에 앞서 오류를 검증할 수 있는 절차가 선행되어야 하며, 염기서열 유사도 분석이외에도 계통분석을 통한 분자계통학적 단위(MOTU)로 종을 재해석하고 바코드 갭을확인하는 분석 단계가 필요하다. 본 연구에서는 야생동물의 생물학적 특성을 고려하여, DNA 바코드 분석법의 단계별 가이드라인을 작성하였으며, DNA 바코드 분석법에따라 한반도 주요 야생동물의 COI 유전자 데이터 검증을 수행하였다. 그 결과, 한반도주요 야생동물의 COI 유전자 기반의 종 내 변이율이 평균 1% 이내, 최고치 2% 이내에서 확인되며 이는 통계적으로 유의한 수준임을 확인하였다: 따개비류(avg. 0.9%), 검정파리과(avg. 0.35%), 연골어류(avg. 0.34%), 매목(avg. 0.32%), 기러기목(avg. 0.29%), 참새목(avg. 0.35%), 우제목(avg. 0.54%), 식육목(avg. 0.50%). 또한 야생동물의 DNA 바코드 분석법은 시험자의 숙련도 및 분석법의 유효성을 확인하기 위한 실험을 진행하였으며, 실험실 내/실험실 간 재현성과 반복성 테스트에서 100% 재현성을 확보하였다.

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