농업직 공무원 농촌지도사 방송통신대학교 - 농학과 - 가축영양학 핵심 요약정리 - 15 사양표준 및 연구기법

■  주요용어

Nutrigenetics
: 섭취된  사료와  분으로  배설된  영양소에  근거하여 측정하는  소화율
Nutrigenomics
: 영양환경의  변화에  따른  유전자의  발현양상을  비교하는 학문분야
정량  PCR 
: 유전자의  량을  정량적으로  분석하는  PCR
Proteomics
: 영양환경의  변화에  따른  단백질체의  발현양상을  비교하는  학문분야
Metabolomics
: 영양환경의  변화에  따른  생체내  대사물질의  발현양상을  비교하는  학문분야

 

1. 사양표준

가축의 영양소 요구량 제시 
1810년 독일의 Thaer가 최초로 시도

1) NRC 사양표준

미국의 대표적인 사양표준
1942년에 처음으로 제정
모든 종류의 축종을 총 망라함
단백질 : CP, TCP
에너지 : DE, ME, NE
아미노산 요구량, 광물질 및 비타민 요구량 명시

2) ARC 사양표준

영국의 가축사양 표준
대상가축 : 가금, 반추동물, 돼지
에너지  : ME 사용
단백질 : Digestible Crude Protein (DCP)
반추동물 : RDP, UDP

3) 한국사양표준

2002년 재정
대상가축 : 한우, 젖소, 돼지, 가금류
단백질: CP
에너지 : TDN, ME, NE
광물질, 비타민 요구량
사양관리 방법 및 고려사항 포함
컴퓨터를 이용한 사료배합 프로그램 제공
국내 실정에 가장 적합하게 제정

2. 연구기법

1) 생명현상

 

 

2) 환경자극

종류
- 영양환경의 변화
- 생리상태의 변화
영양학적 분석 
- 영양소의 공급 조건 및 공급량
- 사료 일반성분
- 특정 영양성분
- Nutricine

3) 영양환경과 DNA

Nutrigenetics 
- 정의: 유전자의 차이가 동물의 영양소 섭취 및 이용성에 대하여 연구하는 학문분야 
- 분석내용: SNP(Single Nucleotide Polymorphism, 단일염기서열 다양성), copy-number polymorphism 
(복제수의 다양성), epigenetic phenomena (후성유전적 현상)
- 응용: 영양소의 이용 효율이 높은 품종의 선택

Nutrigenomics
- 정의: 영양환경의 변화에 따른 유전자의 발현양상을 비교하는 학문분야
- 분석내용: 전사체의 발현양상
- 분석기법
-- Real Time PCR(정량 PCR)

 

 

4) 영양환경과 단백질

Proteomics 
- 정의: 영양환경의 변화에 따른 단백질의 발현양상을 비교하는 학문분야
- 분석내용: 개별 단백질(protein) 혹은 전체 단백질체(proteome) 
- 분석기법
-- Western Blotting: 발현양상 비교

 

Western Blotting

 

-- ELISA(Enzyme Linked Immunosorbent Assay)
: 특정 단백질의 발현정도 분석

 

ELISA

 

-- 이차원 전기영동: 단백질체 발현 분석

 

이차원 전기영동

 

 

5) 영양환경과 대사물질

Metabolomics
- 정의: 영양환경의 변화에 따른 생체내 전체 대사물질의 발현양상을 비교하는 학문분야
- 분석기법
-- Spectrophotometer: 특정 물질의 함유량 혹은 효소의 역가 등을 분광분석기를 이용하여 분석

 

Spectrophotometer

 

-- GLC(Gas Liquid Chromatography): 대상 물질을 기화시켜 column을 통과하는 속도의 차이에 의해 물질
을 분석. → 지방산, 휘발성물질(기체)

 

GC

 

-- HPLC(High Performance Liquid Chromatography)

 

HPLC

 

 

 

 

 

 

■  연습문제
1.  RNA의  발현량을  측정하려고  한다.  사용되는  장비는  무엇인가?
①  NGS
②  분광분석기
③  ELISA
④  Western  blotting
정답  :  ①
해설  :  RNA의  발현은  Northern  blotting,  PCR,  microarray,  NGS  등을  이용하여 측정할  수  있으며,  발현량은  정량  PCR을  이용하여  분석한다.

2.  특정  단백질의  발현여부를  측정하려고  한다.  사용되는  기법은  무엇인가?
①  Western  blotting
②  분광분석기
③  정량  PCR
④  cDNA  Microarray
정답  :  ①
해설  :  특정단백질의  발현은  Western  blotting,  ELISA  등을  이용하여  확인할  수 있다.

3.  지방산의  조성  및  농도를  측정하기  위해서  이용될  수  있는  장비는  무엇인가?
①  GLC
②  Spectrophotometer
③  PCR
④  전자현미경
정답  :  ①
해설  :  지방산의  조성  및  농도는  크로마토그라피(Chromatography)  기법을  이용하여 
분석할  수  있다.  이러한  크로마토그라피  기법  중  지방산의  분석에는  GLC나 HPLC가  일반적으로  많이  이용되고  있다.

4.  특정파장의  빛에  대한  흡광도를  측정함으로써  물질의  함량을  측정할  수  있는  분석
장비는  무엇인가?
①  GLC
②  Spectrophotometer
③  PCR
④  전자현미경
정답  :  ②
해설  :  분광분석기이  spectrophotometer는  특정파장의  빛에  대한  흡광도를  측정함
으로써  물질의  함량을  측정한다.

■ 핵심요약정리
▪  1810년  독일의  Thaer에  의해  시도된  사양표준은  현재  미국의  NRC,  영국의  ARC, 일본의  일본사양표준과  우리나라의  한국사양표준  등  각  나라에서  제정하여  유지하고  있다.  미국  NRC  사양표준의  특징은  1942에  제정되어  경제동물,  실험동물,  애완동물  등  거의  모든  동물의  영양소요구량에  대한  정보를  제공하고  있다.  영국의 
ARC  사양표준은가금,  반추동물,  돼지에  대한  영양소요구량을  제공하고  있으며, 최초로  반추동물에  공급되는  단백질을  반추위  분해단백질과  반추위  미분해단백질로 구분하는  개념을  도입한  것이  특징이다.  한국사양표준은  2002년  처음  제정되어  한우,  젖소,  돼지,  닭에  대한  영양소  요구량을  제공하고  있으며,  매  5년을  주기로  개정하고  있다.
▪  영양소의  변화를  포함한  다양한  종류의  환경자극이  동물에게  가해지면  DNA가 자극을  받아  RNA가  합성되어  해당하는  단백질이  합성되어  대사작용이  일어난  생리적현상이  완성된다.  따라서  영양환경에  의한  생리적인  변화를  연구하기  위해서는 동물의  생리현상의  결과물  분석과  함께  전사체,  단백체  및  대사체를  복합적으로 
분석하여야  한다.
▪  Nutrigenetics란  유전자의  차이가  동물의  영양소  섭취  및  이용성에  대하여  연구하는  학문분야로,  영양소의  이용  효율이  높은  품종을  선택함에  있어서  사용이  가능하다.
▪  Nutrigenomics란  영양환경의  변화에  따른  유전자의  발현양상을  비교하는  학문분야로  전사체의  발현양상을  정량  PCR,  cDNA  miroarray,  차세대  염기서열분석기(NGS,  Next  Generation  Sequencer)를  이용하여  RNA  seq  등의  기법을  이용하여  분석한다.
▪  영양환경의  변화에  대응하여  발현되는  단백질체(proteome)의  발현은 western blotting,  ELISA,  이차원전기영동  등의  기법을  이용하여  분석할  수  있다.
▪  영양환경의  변화에  대응하여  생성되는  대사체(metabolome)는  분광분석기,  GC, HPLC,  HPLC-MS  등을  이용하여  분석할  수  있다.