KR102457733B1 - 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 애완동물의 혼혈정보를 제공하는 시스템을 개시한다. 상세하게는, 본 발명은 애완동물의 품종 특이적인 유전자 마커를 찾아내어 확정하고, 피검 애완동물의 유전적 품종을 명확하게 판별하는 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 특정 품종의 유전자 정보가 얼마 만큼씩 유사한지를 측정하는 것이 아닌, 해당 품종에만 있는 유전자 마커를 단정적으로 확인하고, 그 품종에 속하는지 아닌지를 명확히 식별함에 따라, 단순 비율을 제공하는 것이 아닌, 실제 각 혼혈동물의 조상중에 어떤 품종들이 있는지를 정확하게 알려주는 효과가 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 특정 품종의 유전자 정보가 얼마 만큼씩 유사한지를 측정하는 것이 아닌, 해당 품종에만 있는 유전자 마커를 단정적으로 확인하고, 그 품종에 속하는지 아닌지를 명확히 식별함에 따라, 단순 비율을 제공하는 것이 아닌, 실제 각 혼혈동물의 조상중에 어떤 품종들이 있는지를 정확하게 알려주는 효과가 있다.
Description
본 발명은 애완동물의 혼혈정보를 제공하는 시스템에 관한 것으로, 애완동물의 품종 특이적인 유전자 마커를 찾아내어 확정하고, 피검 애완동물의 유전적 품종을 명확하게 판별하는 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
하나의 종 안에서 애완동물들의 품종, 특히 가축화된 식물이나 동물의 경우, 그 정체성을 정밀히 확정하는 것은 매우 어렵다고 할 수 있다.
예를 들어, 진돗개의 게놈이나 유전자 칩 데이터를 이용하여 그 개의 품종을 특정한다고 할 때, 역사적으로 유전적 요소가 다른 품종과 섞였기 때문에, 한 품종에서 상대적으로 많거나 적게 발견되는 공통 변이들의 빈도나 양을 가지고는 정확하게 그 애완동물 개체 품종을 단정지을 수가 없다.
상세하게는, 잡종화된 품종의 정체성을 명확히 알 수 없는 경우, 기존에 존재하는 개 유전자 칩 등을 통한 조상분석을 통해 유전적 배경 및 구성이 어떠한지 파악할 수 있는데, 이에 대한 상용화 서비스는 품종별 특이한 그 품종에만 존재하는 변이군의 유전적 마커를 활용하는 것이 아니고, 집단의 구분능력이 있다고 보이는 유전적 마커 즉, 다형성이 존재하는 공통(common) 변이를 활용하는 것임에 따라, 분석결과가 특정품종 집단 몇 %, 다른 품종 집단 몇 % 라는 방식의 상대적 구성비만을 제시할 수 밖에 없다는 한계가 있다.
이러한 경우, 유전적으로 유사한 품종, 일례로서 유전적 구성이 유사한 진돗개와 한국의 다른 개를 정확히 어떠한 품종으로 확정 짓는 것이 불가능하거나, 확정 짓는다 하더라도 그 판별결과는 모호하다고 할 수 있다.
본 발명은 전술한 한계를 극복하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 애완동물의 품종 특이적인 유전자 마커를 우선적으로 검출하고, 피검 동물의 유일한 특성이 반영되는 유전자 마커를 확정하여 피검 동물의 유전적 품종을 명확하게 할당 및 제공하는 시스템을 구축하는 데 과제가 있다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템은, 피검 동물로부터 채취된 시료를 해독하는 게놈 해독장치, 상기 게놈 해독장치로부터 시료 해독 결과를 입력받고, 미리 구축된 분자 라이브러리와의 대조를 통해 상기 시료에 대한 유전자 검사를 수행하는 검사 단말 및, 정보통신망을 통해 원격지에 위치한 하나 이상의 검사 단말기와 연결되어 상기 유전자 검사결과를 전송받고, 상기 검사결과로부터 판단된 피검 동물의 품종과 관련된 하나 이상의 유전자 마커 중, 타 품종과의 특이성을 대표하는 비 공통 유전자를 하나 이상 추출하여 어느 품종인지 판단하고, 품종 의뢰에 따른 품종 정보를 제공하는 유전자 센터 서버를 포함하고, 상기 유전자 센터 서버는, 관리자에 의한 입력 또는 외부 시스템으로부터 전송되는 복수의 동물에 대한 유전자 정보를 수시로 수집하고, 수집된 동물의 유전자 정보의 분석을 수행하는 해독부, 품종별 표준게놈지도를 해독, 조립 또는 전장게놈서열을 해독하거나, DNA chip에 기록된 데이터를 로딩하여 상기 유전자 정보에 포함되는 특이적 유전자 마커를 도출하는 특이마커 도출부, 도출된 특이적 유전자 마커에 따라, 해당 동물을 품종을 분류하는 개체 분류부, 동물 그룹의 특이적인 변이들의 비중복(non-redundant)세트가 정의되며, 해당 세트에 대한 피검 동물의 유전자 정보를 공지의 염기서열 분석 기술인 시퀀싱(sequencing) 및, 개체가 가지는 유전형의 다양성 분석 기술인 제노타이핑(genotyping) 방식으로 생성된 정보가 저장되고, 하나 이상의 동물에 대한 유전자 마커에 따라 분류되는 품종별 유전자 마커를 포함하는 유전자 정보가 저장되는 데이터 베이스, 상기 검사 단말기로부터 피검 동물의 시료를 포함하는 유전자 검사결과를 입력받아, 상기 피검 동물의 시료로부터 도출되는 유전자 마커와, 상기 데이터 베이스를 참조하여 저장된 유전자 정보의 유전자 마커를 대조하는 마커 대조부 및, 유전자 마커의 대조 결과에 따라, 상기 피검 동물의 유전자 정보에 포함된 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출하여 상기 피검 동물에 대한 단일품종 또는 혼혈품종 여부를 포함하는 품종정보를 상기 검사 단말기에 회신하되, 상기 피검 동물이 혼혈품종일 경우, 존재하는 모든 특이적 유전자 마커에 해당하는 각 품종을 특정하여 상기 품종정보에 반영하고, 상기 피검 동물이 어느 품종 특이적인 유전자 마커를 보유하고 있는지 확인하여 가장 많은 품종 특이적 유전자 마커를 가진 품종을 상기 피검 동물의 품종으로 1개 이상 지정하고, 상기 피검 동물에 둘 이상의 특이적 유전자 마커의 조합이 존재하되, 상기 데이터 베이스에 존재하지 않는 경우, 상기 피검 동물에 대한 유전자 정보를 상기 데이터 베이스에 반영하는 품종 특정부를 포함하고, 상기 품종정보를 판별하는 데 이용되는 유전적 마커는, 단일염기 다형성(single nucleotide polymorphism), 삽입-결실(indel), 반복변이(copy number variants) 및 구조변이(structural variant) 중, 적어도 하나 또는 둘 이상을 조합하여 도출한 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 특정 품종의 유전자 정보가 얼마 만큼씩 유사한지를 측정하는 것이 아닌, 해당 품종에만 있는 유전자 마커를 단정적으로 확인하고, 그 품종에 속하는지 아닌지를 명확히 식별함에 따라, 단순 비율을 제공하는 것이 아닌, 실제 각 혼혈동물의 조상중에 어떤 품종들이 있는지를 정확하게 알려주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템의 유전자 센터 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법 중, 데이터 베이스 구축과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법 중, 품종정보 제공과정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템의 유전자 센터 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법 중, 데이터 베이스 구축과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법 중, 품종정보 제공과정을 나타낸 도면이다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "구비" 또는 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부(Unit)", "...서버(Server)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한 본 명세서에서 "실시예"라는 용어는 예시, 사례 또는 도해의 역할을 하는 것을 의미하나, 발명의 대상은 그러한 예에 의해 제한되지 않는다. 또한 "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 다른 유사한 용어가 사용되고 있으나, 청구범위에서 사용되는 경우 임의의 추가적인 또는 다른 구성요소를 배제하지 않는 개방적인 전환어(Transition word)로서 "포함하는(Comprising)"이라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적으로 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 기법은 하드웨어 또는 소프트웨어와 함께 구현되거나, 적합한 경우에 이들 모두의 조합과 함께 구현될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "...부(Unit)", "...서버(Server)" 및 "...시스템(System)" 등의 용어는 마찬가지로 컴퓨터 관련 엔티티(Entity), 즉 하드웨어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 시의 소프트웨어와 등가로 취급할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로그램에서 실행되는 각 기능은 모듈단위로 구성될 수 있고, 하나의 물리적 메모리에 기록되거나, 둘 이상의 메모리 및 기록매체 사이에 분산되어 기록될 수 있다.
본 명세서에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
이하의 설명에서, "유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템"은 설명의 편의상 "품종정보 제공 시스템" 또는 "시스템"으로 약식 표기될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템 및 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템은, 품종에 대한 정확한 정보를 얻고자 하는 애완동물, 즉 피검 동물로부터 채취된 시료를 통해 유전자 정보를 해독하는 게놈 해독장치(10), 게놈 해독장치(10)로부터 시료 해독 결과를 입력받아 원격지의 유전자 센터 서버(100)에 전송하는 검사 단말기(50) 및 그 검사 단말기(50)로부터 전송되는 해독 결과를 수집하고, 유전자 분석을 수행하여 해당 피검 동물의 품종정보를 검사 단말기(50)에 회신하는 유전자 센터 서버(100)를 포함할 수 있다.
게놈 해독장치(10)는 피검 동물로부터 채취한 시료를 이용하여 유전자 검사를 수행할 수 있다. 이러한 게놈 해독장치(10)는 육안으로 발견하기 힘든 시료에 포함된 세포를 휴대용 관측 수단을 통해 간단하게 발견할 수 있도록 개발된 소형 전자 장치이며, 사용자에 의해 채취된 피검 동물의 표본이 입력되면 검사 단말기(50)에 미리 구축된 분자 라이브러리의 데이터와의 대조를 통해 시료에 대한 유전자 검사를 수행하게 된다.
도면에서는 게놈 해독장치(10)와 검사 단말기(50)가 각각 별도의 장치로 구현되어 유, 무선으로 서로 연결되는 형태를 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
검사 단말기(50)는 게놈 해독장치(10)와 연결되어 이의 구동을 제어함과 아울러 유전자 검사에 필요한 라이브러리를 제공하고, 게놈 해독장치(10)에 의한 유전자 검사가 완료되면 그 검사결과를 전송받고, 정보통신망을 통해 유전자 센터 서버(100)에 전송함과 아울러 해당 피검 동물에 대한 품종 확인을 요청할 수 있다.
이러한 검사 단말기(50)로는 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치 및 거치형PC, 노트북과 같은 컴퓨팅 장치가 이용될 수 있다.
유전자 센터 서버(100)는 정보통신망을 통해 원격지에 위치한 하나 이상의 검사 단말기(50)와 연결될 수 있고, 검사 단말기(50)의 요청에 따라 현재 유전자 검사가 완료된 피검 동물에 대한 유전자 마커 중, 품종과 관련된 하나 이상의 유전자 마커를 추출하되, 타 품종과의 특이성을 대표하는 비 공통 유전자를 하나 이상 추출하여 어느 품종에 속하는지 판단하고, 그 판단결과를 검사 단말기(50) 측에 회신할 수 있다.
또한, 전술한 기능을 구현하기 위해 유전자 센터 서버(100)는 지속적으로 유전자 마커에 따른 품종 식별을 위한 품종별 해독정보를 추가하여 데이터 베이스를 갱신할 수 있으며, 이에 보다 다양한 유전자가 조합된 애완동물의 혼혈정보를 분석 및 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상기의 검사결과는 사용자측의 요청에 따라 검사 단말기(50)뿐만 아니라, 온라인 상에서 서비스되는 애완동물 유전자 정보 관리 및 공개 웹 사이트상에 게시될 수 있고, 타 사용자들에게 배포 및 공유될 수 있다.
아울러, 유전자 센터 서버(100)가 검사 단말기(50)와 연결되고, 검사결과를 온라인 상에 배포하기 위해 이용하는 정보통신망으로는, LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등이 있다.
이러한 유전자 센터 서버(100)로는 다수의 검사 단말기(50)로부터 데이터를 수집 및 분석을 수행함에 있어서 지연 및 오류없이 신속하게 응답할 수 있도록 고성능의 마이크로 프로세서와, 고속 및 대용량의 메모리 및 저장소를 탑재한 서버 컴퓨터가 이용될 수 있다.
전술한 구조에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 품종정보 제공 시스템은 일반 사용자들이 양육하는 애완동물의 유전자 정보에 따른 품종을 포함하는 혼혈정보를 제공할 수 있다. 특히, 사용자는 특정 유전자를 갖는 품종의 애완동물에 대하여 각 유전자에 의해 발현되는 습성, 질병 등의 특성을 미리 파악하여 양육에 참조할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유전자 센터 서버를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템의 유전자 센터 서버의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 품종정보 제공 시스템의 유전자 센터 서버(100)는, 입력되는 동물에 관한 유전자 정보를 해독하는 해독부(110), 해독된 유전자 정보에 포함되는 특이적 유전자 마커를 도출하는 특이마커 도출부(120), 도출된 특이적 유전자 마커에 따라 해당 동물을 품종을 분류하는 개체 분류부(130), 해당 동물에 대한 하나 이상의 특이적 유전자 마커에 따라 분류되어, 품종별 유전자 마커를 포함하는 유전자 정보가 저장되는 데이터 베이스(140), 검사 단말기로부터 피검 동물의 시료를 포함하는 의뢰정보를 입력받아, 피검 동물의 시료로부터 도출되는 유전자 마커와, 상기 데이터 베이스를 참조하여 저장된 유전자 정보의 유전자 마커를 대조하는 마커 대조부(150), 유전자 마커의 대조 결과에 따라, 피검 동물의 유전자 정보에 포함된 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출하여 피검 동물에 대한 단일품종 또는 혼혈품종 여부를 포함하는 품종정보를 검사 단말기에 회신하는 품종 특정부(160)를 포함할 수 있다.
여기서, 전술한 해독부(110), 특이마커 도출부(120) 및 개체 분류부(130)는, 본 발명의 실시예에 따른 품종정보 제공 서비스를 제공하기 위한 동물들의 유전자 정보에 관한 데이터 베이스를 구축하는 역할을 한다.
먼저, 해독부(110)는 관리자에 의한 입력 또는 외부 시스템으로부터 전송되는 다양한 동물들에 대한 유전자 정보를 수시로 수집하고, 이에 대한 유전자 분석을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 시스템은 지속적으로 품종별 분석결과를 추가하여 품종 판별의 정확도를 개선하고, 데이터 베이스를 정교화할 수 있으며, 해독부(110)는 새로운 유전자 정보를 지속적으로 입력받아 유전자 분석을 수행할 수 있다.
특이마커 도출부(120)는 유전자 분석결과에 따라 해당 동물의 품종과 관련된 정보가 반영되는 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출할 수 있다. 이러한, 특이마커 도출부(120)는 품종 분석을 위한 품종의 유전형 정보 데이터 베이스 구축시, 품종별 표준게놈지도를 해독, 조립하거나, 전장게놈서열을 해독하거나, 또는 DNA chip에 기록된 데이터를 로딩하는 등, 장비 또는 종류 등에 한정하지 않고 다양한 형태로 유전자 마커를 도출하게 된다.
특히, 품종정보를 판별하는 데 이용되는 유전적 마커로는 단일염기다형성(Single nucelotide polymorphism), 삽입/결실(indels), 반복변이(Copy number variants) 및 구조변이(structural variants)등 유전적 마커로써 활용될 수 있는 모든 변이 정보가 이용될 수 있고, 같은 혼혈이라 할지라도 특이 유전자 마커는 서로 상이할 수 있으며, 동종 유전자 마커를 갖는 동물군을 그룹화하여 데이터 베이스(140)에 반영하게 된다.
여기서, 전술한 단일염기 다형성, 삽입-결실, 반복변이, 구조변이 등과 같은 변이정보 요소는 설명을 위한 예시적인 것이고, 이에 나아가 유전적 마커로써 활용될 수 있는 모든 가능한 형태의 변이정보 요소가 활용 및 조합되어 특이 유전적 마커에 반영될 수 있다.
개체 분류부(130)는 추출된 하나 이상의 유전자 마커가 어느 동물군의 품종에 대응하는지 분류할 수 있다. 동물들의 유전자 정보에는 하나 또는 둘 이상의 고유 유전자 마커가 포함될 수 있고, 하나의 유전자 마커만이 발견된 동물은 순종일 수 있고, 둘 이상의 유전자 마커의 조합이 발견되는 동물은 혼혈일 수 있다.
데이터 베이스(140)는 개체 분류부(130)에 의해 분류된 동물군별 유전자 마커에 대한 정보를 저장할 수 있다. 데이터 베이스(140)에는 동물 그룹의 특이적인 변이들의 비중복(non-redundant)세트가 정의되며, 해당 세트에 대한 피검 동물의 유전자 정보를 공지의 염기서열 분석 기술인 시퀀싱(sequencing) 및, 개체가 가지는 유전형의 다양성 분석 기술인 제노타이핑(genotyping) 방식 등으로 생성한 정보가 저장될 수 있다.
전술한 해독부(110), 특이마커 도출부(120) 및 개체 분류부(130)는, 본 발명의 실시예에 따른 품종정보 제공 서비스를 제공하기 위한 동물들의 유전자 정보에 관한 데이터 베이스(140)를 구축하는 역할을 하는 것이고, 후술하는 마커 대조부(150) 및 품종 특정부(160)는 사용자의 요청에 따라 혼혈정보 서비스를 제공하는 역할을 한다.
상세하게는, 마커 대조부(150)는 정보통신망을 통해 검사 단말기로부터 전송되는 의뢰정보, 즉 사용자가 요청한 애완동물 등에서 채취한 시료의 해독결과를 수신하고, 해당 동물에 대한 품종정보를 요청 받을 수 있다. 또한, 마커 대조부(150)는 수신한 해독결과에 따른 유전자 정보에 포함되는 특이 유전자 마커를 식별함과 아울러, 데이터 베이스(140)를 참조하여 특이 유전자 마커를 포함하는 동물별로 분류된 유전자 정보를 검색하고, 그 특이 유전자 마커와 유전자 각 품종에 해당하는 동물별 유전자 정보에 포함되는 유전자 마커를 대조할 수 있다..
품종 특정부(160)는 마커 대조부(150)에 의한 유전자 마커의 대조결과 일치하거나 포함하는 하나 이상의 유전자 정보를 추출하고, 공통적으로 포함되는 유전자 마커에 해당하는 품종을 해당 애완동물의 품종으로 확정할 수 있다. 이때, 의뢰된 애완동물은 단일품종일 수도 있고, 혼혈품종일 수도 있다. 이에, 품종 특정부(160)는 데이터베이스(140)를 참조하여 피검 동물이 어느 품종 특이적인 유전자 마커를 보유하고 있는지를 확인하여, 가장 많은 품종 특이적 유전자 마커를 가진 품종을 피검 동물의 품종으로 명확히 1개 이상 지정하여 제공할 수 있다.
또한, 혼혈품종의 경우, 두 군데, 혹은 세 군데 이상의 특이적인 유전자 마커를 갖고 있음이 확인됨에 따라, 혼혈 또는 유전적으로 다양성이 높은 집단의 품종도 특정할 수 있다.
이러한 구조에 따라, 종래 피검 동물에 대한 유전자 정보 분석 방법에 따르면 다양한 품종의 동물 중에서 어느 품종에 가까운지에 대한 상대적 비율만을 제시할 수 있는 반면, 본 발명의 유전자 정보 분석 방법에 따르면 피검 동물이 유전적으로 어떤 품종에 속하는지를 특정하여 제시할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 애완동물의 품종정보를 제공하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법 중, 데이터 베이스의 구축과정을 나타낸 도면이다. 이하의 설명에서 각 단계별 실행주체는 별도의 기재가 없더라도 본 발명의 유전자 센터 서버 및 그 구성부가 된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 품종정보 제공 방법은, 검사 단말기로부터 요청되는 피검 동물에 대한 품종 판단 의뢰에 따른 품종 정보를 제공하는 유전자 센터 서버에 의한 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법으로서, 입력되는 동물에 관한 유전자 정보를 해독하는 단계(S100), 해독된 유전자 정보에 포함되는 특이적 유전자 마커를 도출하는 단계(S110), 도출된 특이적 유전자 마커에 따라, 해당 동물을 품종을 분류하는 단계(S120) 및 해당 동물에 대한 하나 이상의 특이적 유전자 마커에 따라 분류되는 품종별 유전자 마커를 포함하는 유전자 정보를 데이터 베이스에 저장하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 품종정보 제공 시스템은 다양한 동물들에 대한 유전자 정보에 대한 데이터 베이스를 구축하게 되며, 이를 위한 절차로서 입력되는 동물에 관한 유전자 정보를 해독하는 단계(S100)에서는, 관리자에 의한 직접 입력 받거나, 연계된 외부 시스템으로부터 다양한 동물에 대한 유전자 정보를 수신하고, 이에 대한 유전자 정보를 해독하게 된다.
다음으로, 각 동물의 유전자 정보에 포함되는 특이적 유전자 마커를 도출하는 단계(S110)에서는, 시스템은 해독된 유전자 정보에 기초하여 이에 포함되는 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출하게 된다. 이러한 특이적 유전자 마커는 해당 동물의 품종을 판별할 수 있는 고유의 유전자 마커일 수 있고, 만약 그 동물이 혼혈품종인 경우에는 둘 이상의 특이적 유전자 마커가 존재할 수 있으며, 유전자 센터 서버는 이러한 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출하게 된다.
다음으로, 도출된 특이적 유전자 마커에 따라, 해당 동물을 품종을 분류하는 단계(S120)에서는, 시스템은 도출된 특이적 유전자 마커가 어느 동물에 해당하는 확인하고, 유전자 마커에 따라 동물을 그룹화하여 품종별로 판별이 가능하도록 하는 유전자 마커를 분류할 수 있다.
다음으로, 해당 동물에 대한 하나 이상의 특이적 유전자 마커에 따라 분류되는 품종별 유전자 마커를 포함하는 유전자 정보를 데이터 베이스에 저장하는 단계(S130)에서는, 시스템은 개체 분류부가 품종별로 분류된 유전자 마커를 판별을 위한 유전자 정보로서 데이터 베이스에 저장하게 된다. 이러한 과정을 거쳐 일정 수준 이상 동물별 유전자 정보가 축적되면, 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법에 따라 서비스를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법 중, 품종정보 제공과정을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 방법은, 검사 단말기로부터 피검 동물의 시료를 포함하는 해독정보를 입력받아 피검 동물의 시료로부터 도출되는 유전자 마커와, 상기 데이터 베이스를 참조하여 저장된 유전자 정보의 유전자 마커를 대조하는 단계(S200), 유전자 마커의 대조 결과에 따라, 피검 동물의 유전자 정보에 포함된 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출하여 피검 동물에 대한 단일품종 또는 혼혈품종 여부를 포함하는 품종정보를 검사 단말기에 회신하는 단계(S210) 및 피검 동물에 둘 이상의 특이적 유전자 마커의 조합이 존재하되, 데이터 베이스에 존재하지 않는 경우, 피검 동물에 대한 유전자 정보를 데이터 베이스에 반영하는 단계(S220)를 포함할 수 있다.
상세하게는, 검사 단말기로부터 피검 동물의 시료를 포함하는 해독정보를 입력받아 피검 동물의 시료로부터 도출되는 유전자 마커와, 상기 데이터 베이스를 참조하여 저장된 유전자 정보의 유전자 마커를 대조하는 단계(S200)에서는, 시스템이 원격지의 검사 단말기로부터 자신의 애완동물에 대하여 사용자의 의뢰에 따라 채취된 시료를 게놈 해독장치를 통해 해독한 결과를 수신하고, 이를 통한 애완동물의 품종정보 제공을 의뢰받게 되고, 이에 시스템은 해독결과에 따라 특이적 유전자 마커를 도출하고 데이터 베이스에 저장된 동물별 유전자 정보의 유전자 마커와 대조절차를 수행하게 된다.
다음으로, 유전자 마커의 대조 결과에 따라, 피검 동물의 유전자 정보에 포함된 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출하여 피검 동물에 대한 단일품종 또는 혼혈품종 여부를 포함하는 품종정보를 검사 단말기에 회신하는 단계(S210)에서는, 시스템은 S200 단계의 대조절차에 따라 데이터 베이스에 저장된 일치하는 유전자 마커를 포함하는 동물별 유전자 정보를 도출할 수 있고, 이에 피검동물의 특이적 유전자 마커가 어느 품종에 속하는지 판별하여 그 판별결과를 품종정보로서 사용자측에 회신할 수 있다.
이때, 피검 동물은 단일품종이거나 또는 혼혈품종일 수 있고, 단일품종일 경우 대응되는 동물의 품종임을 품종정보에 반영할 수 있다.
또한, S210 단계에서, 특이적 유전자 마커가 둘 이상 피검 동물이 혼혈품종 일 경우, 존재하는 모든 특이적 유전자 마커에 해당하는 각 품종을 특정하여 품종정보에 반영하게 된다. 즉, 하나의 애완동물은 혼혈품종임에 따라 둘 이상의 특이적 유전자 마커를 가질 수 있고, 시스템은 이러한 유전자 마커를 취합하여 사용자측에 제공할 수 있다.
다음으로, 피검 동물에 둘 이상의 특이적 유전자 마커의 조합이 존재하되, 데이터 베이스에 존재하지 않는 경우, 피검 동물에 대한 유전자 정보를 데이터 베이스에 반영하는 단계(S220)에서는, 시스템은 전술한 S100 단계 내지 S120 단계 이외에 현재 의뢰된 애완동물에 대응되는 유전자 정보가 존재하지 않는 경우, 새로운 동물군으로써 이에 대한 특이적 유전자 마커를 포함하는 유전자 정보를 데이터 베이스에 반영할 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
10 : 게놈 해독장치 50 : 검사 단말기
100 : 유전자 센터 서버 110 : 해독부
120 : 특이마커 도출부 130 : 개체 분류부
140 : 데이터 베이스 150 : 마커 대조부
160 : 품종 특정부
100 : 유전자 센터 서버 110 : 해독부
120 : 특이마커 도출부 130 : 개체 분류부
140 : 데이터 베이스 150 : 마커 대조부
160 : 품종 특정부
Claims (1)
- 피검 동물로부터 채취된 시료를 해독하는 게놈 해독장치;
상기 게놈 해독장치로부터 시료 해독 결과를 입력받고, 미리 구축된 분자 라이브러리와의 대조를 통해 상기 시료에 대한 유전자 검사를 수행하는 검사 단말기; 및
정보통신망을 통해 원격지에 위치한 하나 이상의 검사 단말기와 연결되어 상기 유전자 검사결과를 전송받고, 상기 검사결과로부터 판단된 피검 동물의 품종과 관련된 하나 이상의 유전자 마커 중, 타 품종과의 특이성을 대표하는 비 공통 유전자를 하나 이상 추출하여 어느 품종인지 판단하고, 품종 의뢰에 따른 품종 정보를 제공하는 유전자 센터 서버를 포함하고,
상기 유전자 센터 서버는,
관리자에 의한 입력 또는 외부 시스템으로부터 전송되는 복수의 동물에 대한 유전자 정보를 수시로 수집하고, 수집된 동물의 유전자 정보의 분석을 수행하는 해독부;
품종별 표준게놈지도를 해독, 조립 또는 전장게놈서열을 해독하거나, DNA chip에 기록된 데이터를 로딩하여 상기 유전자 정보에 포함되는 특이적 유전자 마커를 도출하는 특이마커 도출부;
도출된 특이적 유전자 마커에 따라, 해당 동물을 품종을 분류하는 개체 분류부;
동물 그룹의 특이적인 변이들의 비중복(non-redundant)세트가 정의되며, 해당 세트에 대한 피검 동물의 유전자 정보를 공지의 염기서열 분석 기술인 시퀀싱(sequencing) 및, 개체가 가지는 유전형의 다양성 분석 기술인 제노타이핑(genotyping) 방식으로 생성된 정보가 저장되고, 하나 이상의 동물에 대한 유전자 마커에 따라 분류되는 품종별 유전자 마커를 포함하는 유전자 정보가 저장되는 데이터 베이스;
상기 검사 단말기로부터 피검 동물의 시료를 포함하는 유전자 검사결과를 입력받아, 상기 피검 동물의 시료로부터 도출되는 유전자 마커와, 상기 데이터 베이스를 참조하여 저장된 유전자 정보의 유전자 마커를 대조하는 마커 대조부; 및
유전자 마커의 대조 결과에 따라, 상기 피검 동물의 유전자 정보에 포함된 하나 이상의 특이적 유전자 마커를 도출하여 상기 피검 동물에 대한 단일품종 또는 혼혈품종 여부를 포함하는 품종정보를 상기 검사 단말기에 회신하되, 상기 피검 동물이 혼혈품종일 경우, 존재하는 모든 특이적 유전자 마커에 해당하는 각 품종을 특정하여 상기 품종정보에 반영하고,
상기 피검 동물이 어느 품종 특이적인 유전자 마커를 보유하고 있는지 확인하여 가장 많은 품종 특이적 유전자 마커를 가진 품종을 상기 피검 동물의 품종으로 1개 이상 지정하고,
상기 피검 동물에 둘 이상의 특이적 유전자 마커의 조합이 존재하되, 상기 데이터 베이스에 존재하지 않는 경우, 상기 피검 동물에 대한 유전자 정보를 상기 데이터 베이스에 반영하는 품종 특정부를 포함하고,
상기 품종정보를 판별하는 데 이용되는 유전적 마커는,
단일염기 다형성(single nucleotide polymorphism), 삽입-결실(indel), 반복변이(copy number variants) 및 구조변이(structural variant) 중, 적어도 하나 또는 둘 이상을 조합하여 도출한 것인,
유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020200166733A KR102457733B1 (ko) | 2020-01-07 | 2020-12-02 | 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200001917 | 2020-01-07 | ||
| KR1020200166733A KR102457733B1 (ko) | 2020-01-07 | 2020-12-02 | 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템 및 방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020200001917 Division | 2020-01-07 | 2020-01-07 |
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|---|---|
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| KR1020200166733A KR102457733B1 (ko) | 2020-01-07 | 2020-12-02 | 유전자 정보에 기반한 품종정보 제공 시스템 및 방법 |
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Families Citing this family (1)
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| KR102405758B1 (ko) | 2021-11-19 | 2022-06-08 | 주식회사 클리노믹스 | 집단과 질병군, 품종 등의 혼합체 또는 잡종의 특이적 표준게놈 데이터 생성과 유전적 집단 구성 판별 시스템 및 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2011115174A (ja) | 2003-12-17 | 2011-06-16 | Fred Hutchinson Cancer Research Center | イヌ科動物血統の同定のための方法および材料 |
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-
2020
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| C. McKnight, Wisdom Panel 3.0 and 4.0 Pet DNA Test Review, myFamilyDNA 사이트 , [onlline], 2019.07.24. |
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|---|---|
| KR20210089073A (ko) | 2021-07-15 |
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