본 실험의 목표는 식물 유전체 기능 분석과 교차조절 메커니즘 연구를 위한 실험 설계 및 분석 능력을 함양하는 데 있다. 학생들은 모델식물 애기장대(Arabidopsis thaliana)를 대상으로 CRISPR/Cas9 기반의 유전자 편집 또는 miRNA 유도 유전자 침묵(miRNA-induced gene silencing) 기술을 직접 적용하여 교차조절인자(crossover regulator)의 기능을 탐구한다. 이를 위해 다음과 같은 과정을 수행하고 학습한다:

1. 표적 유전자 선정 및 벡터 설계를 통해 유전자 조절 기작에 대한 이해를 심화한다.
2. 애기장대 형질전환체 제작 및 검정 과정을 통해 식물 분자생물학 실험의 기본 원리와 절차를 익힌다.
3. 96개의 F₂ 자손으로부터 차세대염기서열분석(NGS) 라이브러리를 제작 및 분석하여,
유전체 수준에서 교차(crossover) 패턴의 변화와 그 분자적 기작을 규명하는 방법을 습득한다.
4. 실험 데이터를 생물정보학적으로 처리·해석하는 과정을 통해 데이터 기반의 과학적 사고력과 문제 해결 능력을 기른다.

본 실험을 통해 학생들은 유전자 조절, 형질전환, 유전체 분석, 생물정보학 해석에 이르는 통합적 연구 능력을 익히고, 식물의 유전적 다양성과 교차조절 메커니즘을 이해할 수 있는 실험적 사고력을 발전시킨다.

LIFE209 생명과학실험원리론및실습

1주 : Introduction to meiosis and meiotic recombination
2주 : Introduction to cloning system (golden gate cloning, CRISPR-Cas9 or miRNA-induced gene silencing)
3주 : Plasmid assembly
4주 : E-coli transformation
5주 : Plasmid miniprep
6주 : Agrobacterium transformation
7주 : Floral dipping
8주 : 중간고사 (휴강)
9주 : Genomic DNA extraction
10주 : Genotyping PCR
11주 : NGS library construction
12주 : NGS library amplification
13주 : Bioinformatics analysis for NGS library using TIGER
14주 : Genome-wide crossover mapping
15주 : 레포트 제출
16주 : 기말고사 (레포트 대체)

실습 및 토론