국가생명연구자원정보센터(KOBIC)

문의사항

인간과 동물의 생물학적 유사성 비교 분석

유형 기타
상태답변완료
작성자 e***
작성일2025-03-15 00:15:01
조회수84

안녕하세요. 고등학교 2학년 학생입니다.

인간과 동물(예를 들면 침팬지)의 DNA가 약 98.4%가 동일하다고 하는데, 이를 NCBI 같은 DB에서 데이터를 받아 파이썬 프로그래밍을 통해 비교해보고 실제 확인하고 싶습니다.

NCBI의 NG, NC, NM 등에서 어떤 데이터를 어떤 형태로 가져와 비교하는 것인지 궁금합니다.NC_00001.11 ~ NC_000024.10 까지의 데이터를 nucleotide, gene, genome 등과 같은 DB중 어떤 것을 가져오는 것인지 ?인간 염색체 46개쌍, 침팬지 48개쌍 데이터만 가져올 수 있는 것인지 ? 그리고 BLAST을 이용하여 그냥 비교하면 되는 것인지 ? 전체 과정과 각 과정별 주의해야 할 사항들에 대하여 자세하게 알 수 있는 자료(보고서, 논문 등)을 부탁드립니다.적합한 자료가 없으면 간략하게 과정, 사용할 데이터, 주의 사항 등을 알려주시면 감사하겠습니다.

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답변

안녕하세요 문의해주신 내용에 대해 간단하게 말씀드립니다.

인간과 침팬지 DNA 유사성(98.4%) 비교 분석

1. 분석 데이터 선택
   NC_ RefSeq Chromosome    염색체 전체 서열 (전체 유전체 비교에 사용)
   NG_ RefSeqGene    특정 유전자의 서열 제공 (유전자 단위 비교에 사용)
   NM_    RefSeq mRNA    mRNA 서열 (전사체, 유전자 발현 비교에 사용)
*인간과 침팬지의 DNA 비교는 전체 유전체 서열 비교한 것이므로 분석에는 NC 데이터를 사용합니다.

2. 염색체 데이터 수집
   인간 -> NC_000001.11 ~ NC_000024.10 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/datasets/genome/GCF_000001405.40/)
   침팬지 -> NC_073249.2 ~ NC_073273.2 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/datasets/genome/GCF_029289425.2/)
   각 염색체별로 가져올 수 있습니다. 분석은 FASTA 형식의 파일이 사용됩니다.
   전체 염색체 비교는 많은 컴퓨팅리소스를 필요로 하니 한개 염색체만 다운받아서 비교 하는 편을 추천합니다.

3. 비교 도구
   BLAST는 Local alignment, 특정 구간(유전자, 일부 염색체 등) 비교에 적합 합니다.
   논문에 실제로 사용한 비교도구들
   BLASTZ, LASTZ, MUMmer(nucmer), minimap2

4. 참고 논문 및 방법
   1) Initial sequence of the chimpanzee genome and comparison with the human genome, Nature, 2005
      - 침팬지의 유전체 초안을 제시하고 이를 인간 유전체와 비교하여 두 종 사이의 유전적 차이를 분석
   2) 분석 방법
     1. 침팬지 유전체 시퀀싱    Paired-end reads로 assembly
     2. 유전체 정렬    BLASTZ로 침팬지-인간 서열 정렬 + 반복서열은 BLAT로 추가 처리
     3. Indel 분석    Alignment gap, paired-end read의 불일치 통해 확인
     4. 유전자 대응 (Orthologs)    Human RefSeq → chimp 유전체에 mapping
     5. KA/KS 계산    PAML (codeml) 사용 → 비동의/동의 대체율 계산
     6. 진화 가속성 평가    GO category별로 non-synonymous 비율 확인
   3) 주의사항
     반복서열, 단일 뉴클레오타이드 변이, 삽입, 결실 처리 등 유전체 변이에 대한 처리

이 분석을 위한 배경 지식이나 설명은 간단히 문답으로 정리할 수는 없으니 참고자료를 통해서 공부해보시길 추천드립니다.

감사합니다.