모델 식물 Arabidopsis thaliana

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1. 식물의 모델 종인 Arabidopsis thaliana에 대하여

1) 요약 

Arabidopsis thaliana
는 작은 꽃을 피우는 식물이고 식물 생물학에서 model organism으로 널리 사용 된다. Arabidopsis는 mustard (Brassicaceae, 겨자) 과의 소속이고, 양배추와 무와 같은 재배종을 포함한다. Arabidopsis는 주요한 작물학적인 중요성이 아니라  genetics (유전학)와 molecular biology (분자생물학)에서 기본적인 연구를 위한 중요한 장점을 제공한다. view Arabidopsis taxonomy (Arabidopsis 분류학에 관한 관점) 또는 view Brassicaceae (Brassicaceae에 대한 관점)에 대한 NCBI‘s Taxonomy Browser에 대한 링크를 클릭해라. 그것은 Adabidopsis에 대한 Wikipedia entry 또한 상당히 재미난다.

어떤 유용한 통계:

작은 genome (114.5 Mb/총 125 Mb)가 2000년도에 sequence 되었다 ("["SequenceViewer - http://arabidopsis.org/servlets/sv"]").

모든 5 chromosome의 대규모의 genetic과 physical map (MapViewer - [1]).

빠른 생명 주기 (발아에서 성숙한 종자까지 약 6주)

제한적인 공간에서 풍부한 종자 생산과 쉬운 경작.

Agrobacterium tumefaciens
를 이용한 효과적인 transformation method (형질전환 방법).

많은 수의 돌연변이 계통과 genomic resource의 많은 부분이 Stock Centers ("["http://arabidopsis.org/portals/mutants/index.jsp"]")로부터 사용 가능하다.

대학교, 정부와 산업 실험실들이 다국적 연구 공동체.

꽃이 피는 식물의 cellular와 molecular biology의 연구에 대한 이런 장점들이 Arabidopsis를 model organism으로 만들었다. TAIR는 이들 노력으로 정보의 증가를 사용가능하게 모으고 만들었다.


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Scientific classification (과학적 분류)
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Kingdom (계, 界): Plantae (식물계)
 
Division  (문, 門): Magnoliophyta (속씨식물문)
 
Class     (강, 綱): Magnoliopsida (쌍떡잎식물강)
 
Order     (목, 目): Brassicales (겨자목)
 
Family   (과, 科): Brassicaceae (십자화과)
 
Subfamily  (아과, 亞科): Brassicoideae
 
Genus   (속, 屬): Arabidopsis
 
Species (종, 種): A. thaliana (애기장대)
 
 
Binomial name (이명법)
Arabidopsis thaliana
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출처 : WIKIPEDIA <html>http://en.wikipedia.org/wiki/Arabidopsis_thaliana#History_of_arabidopsis_as_a_model_organism</html>



2. 연구 

1) 생물체로서의 Arabidopsis thaliana의 역사

Arabidopsis thaliana는 비록 그가 Pilosella siliquosa라고 부르긴 했지만 (수많은이름이 바뀐 후에), 16세기 Harz 산에서 Johannes Thal (향후, thaliana)에 의해 발견 되었다. 가장 초기에 보고된 mutant(변종)은 1873년(A. Braun에 의해)이고, 1943년에 genetics(유전학)에 대한 model organism으로서의 Arabidopsis thaliana의 잠재성을 F. Laibach가 처음으로 요약하였다. - 그는 쉬웠긴 하지만, 어떤 일을 했고, Arabidopsis thaliana의 정확한 chromosome 수를 1907년에 publish 했다. mutant를 포함한 첫 수집은 Laibach의 제자 E. Reinhlz에 의해 만들어졌다. 그녀의 졸업논문은 1945년에 submitte 되었고, 1947년에 publishe 되었다. Langridge는 1950년도에 실험실 학생들이 생물의 유용성과 특성을 입증하는데 중요한 역할을 했고, 1960년도에 또한 Rédei와 다른 사람들(네델란드의 J.H. van der Veen, 체코슬로바키아의 J. Veleminsky 그리고 독일의 G. Röbbelen)도 했다. Rédei의 중요한 많은 기여중의 하나는 Arabidopsis에 대한 학술적인 review에 대한 것이였고, 특히 절대적인 하나는 Bibliographica Genetica vol 20, No. 2, 1970, pp. 1-151에 있다. 그는 Ann. Rev. Genet. (1975) vol. 9, 111-127에서 더욱 쉽게 찾을 수 있는 하나를 썼다. 실험실에서 Arabidopsis의 사용에 대한 초기 역사의 어떤 지나간 것들 모두, 기나긴 1970을 지나 모든 세부적인 것을 가졌다.”

--from Elliot Meyerowitz, 1998

  2) Arabidopsis에 대한 일반명


According to Redei, GP. (1992)(Redei, GP. (1992)에 따르면) A heuristic glance at the past of Arabidopsis genetics(스스로 발견케 하는 것은 지난 Arabidopsis genetics를 암시한다). In Methods in Arabidopsis Research, eds C. Koncz, NH Chua, J Schell, Wold Scientific, Singapore pp 1-15.

English(영어): Wall cress(애기장대); mouse-ear cress(애기장대)

German(독어): Schmalwand, Gänsekraut, Thal's Gänsekresse

Spanish(스페인어): arabide

Dutch(네델란드어): zandraket

Danish(덴마크어): gåsemad

Norwegian(노르웨이어): vårskrinneblom

Hungarian(헝가리어): lúdfü

Polis(고대 그리스 도시국가어): h rzodkiewnik 

Japanese(일본어): shiro-inu-nazuna


3) Arabidopsis의 지리적 분포와 Arabidopsis 생태

750개 이상의 자연에서 획득한
Arabidopsis thaliana는 전 세계에서 채집되었고 두 개의 주요한 seed stock center, ABRC와 NASC에서 이용할 수 있다. 이들 획득은 form(형태)와 development(발생, 예를 들면 잎의 형태, 털이 있음) 그리고 physiology(생리학, 예를 들면, 꽃피는 시기, 질병저항)의 용어에서 상당히 다양하다. 전 세계에 있는 연구자들은 환경에 대한 반응과 형태학상의 진화 특성에 근본이 되는 이들 식물과 같이 복잡한 유전적 상호작용을 밝히기 위해 자연적 접근에서 이들 다른 것을 사용한다. 반면에 많은 자연 획득의 채집물은 생태형의 엄격한 정의와 마주치지 않고, 그들은 일반적으로 과학적 논문에서 생태형에 대해 알아보도록 한다. 전 세계 분포 Gif 이미지 (1993, Jonothan Clarke로부터, http://arabidopsis.org/images/Geo_dist_map .gif). 이 figure (삽화)는 Caroline Dean at Norwich, U,K.의 논문 제목으로 Jonathan Clarke에 의해 그의 Ph.D. (1993) 동안 만들어졌다. 이 지도는 George Redei (1969)의해 그려진 원작을 기본으로 다시 그려졌다. USA (미국)에 있는 USDA's Plant Database (http://plants.usda.gov/)로부터 Arabidopsis의 분포 지도. 쌍방향의 (넓은 국가 분포를 위해 국가 링크를 클릭 한다.) 지도를 보기 위해 그리고 다른 데이터를 보기 위해서 Plants Database website로 가고 Sicentific Name(학명) = Arabidopsis thaliana에 대한 query (검색어)를 넣어라. 분포와 다른 링크를 보기 위해 링크들을 따라가라.


빈번한 발생한 관한 정보는 생태형을 사용한다 (Landsberg erecta, Columbia, and Wassilewskija from NASC (http://seeds.nottingham.ac.uk/Nasc/detail/2005/bglines.lasso)).
 


4) Arabidopsis의 성장 단계와 타임라인

Time table of growth stages (<html>http://arabidopsis.org/info/growth.jsp</html>, 성장 단계의 시간 일람표)은 Boyes, et.Hal. (2001) The Plant Cell 1499-1510의 Arabidopsis 생태형 Columbia-O에 대해 결정 되었다.
time lapse movie의 조사는 씨뿌리고 4일 후 (dap)에서 22일 dap까지 Arabidopsis의 성장을 보여준다. Columbia plants (콜롬비아 식물)은 성장 chamber내의 일정한 빛에서 자랐다. 이(<html>http://arabidopsis.org/info/arabgrowth.mov</html>) 짧은 65MB Quicktime video 결과는 참깨가 꽃을 피우기 위해 발아하는 과정이 차례대로 나온다. 원본의 비디오는 고맙게도 Dr. Nick Kaplinsky (Swarthmore College, PA)에 의해 TAIR에 제공되었고 Quicktime format으로 변환 되었다. 또한 만약 당신이 작은 format로 동영상을 보기를 원한다면 3.5MB DivX version (<html>http://arabidopsis.org/info/arabmovie.mov</html>)을 download 받고, 당신은 이 동영상을 보기 위해 Divx codec을 설치 해야 한다.


5) model genetic organisms(모델 유전 생물)으로서의 Arabidopsis에 관한 정보

Arabidopsis as a model plant(model plant (모델 식물)로서의 Arabidopsis, <html>http://www.nsf.gov/pubs/2002/bio0202/model.htm</html>) : NSF와 MASC로부터의 보고서
Arabidopsis - A Plant Genome Project (<html>http://www.nsf.gov/od/lpa/nsf50/nsfoutreach/htm/n50_z2/pages_z3/05_pg.htm</html>), USA의 National Science Foundation으로부터의 재치 있는 50가지 중의 하나.


6) Arabidopsis에 관한 책
    Arabidopsis: A Laboratory Manual (<html>http://www.cshlpress.com/default.tpl?action=full&cart=10397155407809306&--eqskudatarq=365&newtitle=Arabidopsis%3A%20A%20Laboratory%20Manual</html>)
          Detef Weigel and Jane Glazebrook
          Cold Spring Harbor Lab Press, 2002
          A comprehensive, detailed laboratory manual for Arabidopsis including sections on plant growth, genetic analysis, proteomics, and genomics
         (종합적인, 식물 성장을 섹센을 포함한 Arabidopsis에 대한 상세한 실험 메뉴얼, 유전적 분석, 프로테옴, 그리고 지노믹스)

   The Arabidopsis Book (<html>http://www.aspb.org/publications/arabidopsis/index.cfm</html>)
          Chris Somerville and Elliot Meyerowitz
          American Society of Plant Biologists.
          A web based dynamic compendium of Arabidopsis biology. Contributed chapters written by experts in their fields are available on-line and free of charge as portable document format (PDF) docments.
         (웹에 기반한 Arabidopsis 생물학의 활동적인 요약. 전문가에 의해 그들의 필드에서 쓰여진 장의 공헌은 온라인에서 PDF와 같은 것으로 무료로 온라인에서 이용 가능하다.)
         

  Arabidopsis : A Practical Approach. (2000)
         Zoe Wilson ed.
         Oxford University Press, Oxford, UK.
        More protocols and methods

  Arabidopsis: Annual Plant Reviews, Vol. 1. (1998)
        Mary Anderson and Jeremy Roberts, eds.
        CRC Press, Boca Raton, FL, USA.

  Arabidopsis. (1994, <html>http://www.cshlpress.com/splash.html?cart=10159597584788494&fromlink=&linkaction=&linksortby=&--eqSKUdatarq=163</html>)
        Elliot M. Meyerowitz, Chris R. Somerville, eds.
        CSHL Press, New York, USA
        A pretty comprehensive overview of Arabidopsology
       (Arabidopsology에 대한 종합적인 개요)

 Arabidopsis : an Atlas of Morphology and Development. (1993)
       John L. Bowman ed.
       Springer-Verlag, Berlin & New York.
       Images and descriptions of normal and mutant Arabidopsis plants
       (정상의 그리고 돌연변이 Arabidopsis 식물의 삽화와 설명)

 Methods in Arabidopsis research. (1992)
       Csaba Koncz, Nam-Hai Chua, Jeff Schell eds.
       Protocols and methods for Arabidopsis researchers
       (Arabidopsis 연구자들에 대한 프로토콜과 방법)

TimeLine
      2005: TAIR takes over genome release- TAIR6.0 (Nov 2005).
      2004: Final TIGR Genome release (Version 5.0).
      2003: TIGR 4.0 Genome release.
      2001: Increased emphasis on functional and comparative genomicsm NSF2010 Program.
      2000: Completion of genome sequence.
      2000: 11th Interantional Arabidopsis Conference.
      1999: DNA chips and microarrays available.
      1999: Chromosomes II and IV sequenced.
      1998: Arabidopsis featured in Science genome issue.
      1997: Physical maps of all chromosomes completed.
      1996: Arabidopsis Genome Initiative organized.
      1995: Standard BAC and P1 libraries constructed.
      1994: cDNA sequencing efforts initiated.
      1993: High-efficiency transformation established.
      1992: First chromosome walk published.
      1991: Stock centers and database established.
      1990: Arabidopsis Genome Project initiated.
      1989: First T-DNA tagged mutant gene cloned.
      1988: First RFLP chromosome map published.
      1987: Third International Arabidopsis Conference.
      1986: First Arabidopsis gene sequences published.
      1986: Transformation with Agrobacterium reported.
      1985: First promoted as model for molecular genetics.
      1984: Genome size and complexity characterized.
      1983: First detailed genetic map published.
      1980: Expanded interest in use of Arabidpsos to study plant biochemistry, physiology, and development.
      1976: Second International Arabidopsis Conference.
      1970: First major review article published.
      1965: First International Arabidopsis Conference.
      1964: First Arabidopsis newletter published.

출처 : TAIR   <html>http://arabidopsis.org/info/aboutarabidopsis.jsp</html>

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