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벼 유전체 연구 ‘초고성능컴퓨터’로 더 빠르고 정확하게벼 엽록체 유전체 조립… 농생명정보 빅데이터 분석 국내 첫 사례
임연정 기자  |  lyj@uelt.net
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승인 2019.08.13  13:24:52
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▲ 농진청 초고성능컴퓨터(NABIS) 1호기

[리서치뉴스] 농촌진흥청은 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 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 국립농업생명공학정보센터을 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.


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