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문제 정의
- Heterologous host의 이차대사산물 연구에서의 효용성을 보면, 첫째 미지의 혹은 미실증 생합성 유전자의 발현 분야로의 응용이다. 미생물 및 식물의 게놈연구, 혹은 자연환경에서 분리한 meta genome의 유전자정보로부터 확보한 생합성 유전자를 발현하여 물질 규명, 효소적 특성규명에 활용하는 것이다. 두 번째 활용은 비록 그 기능이 알려져 있지만 원 숙주에서 소량생산 되는 물질을 다량생산을 이루기 위한 것과, 혹은 유전자 조작이 어려워 다양한 접근이 어려운 유전자를 유전자 조작과 대사물질 분석이 용이한 이종숙주로 옮겨 연구를 수행할 경우이다.
- 최근 진전된 방선균의 게놈 연구로 위에 언급한 두 가지 특성을 어느 정도 이해 하게 되었다. 본 고에서는 주로 이차대사에 연관된 생리활성물질 생산, 그 다양화를 위한 게놈수준의 연구 또는 게놈연구후의 연구에 대해 최근의 전략과 동향에 대해 기술하고자 한다.
- Chromatographic analysis와 NMR로 목적물질을 추적, 분리하여 최종적으로 Orfamide A를 규명하였다. 이러한 연구에서 그 가능성을 높이기 위해 orphan 유전자의 발현의 조건을 RT-PCR로 규명하여 최적의 유전자 발현조건에서 균주의 배양 및 물질의 발효를 수행하였다. 대상 유전자에 변이 및 Assay-guided approach등의 기존의 방법과 비교를 통해 genomisotopic approach의 실효성 및 적절성을 검증하였다.
- 이종숙주 발현법 (heterologous expression)은 유전자 조작법이 확립되어 있고, 비교적 대사체에 대한 정보가 많이 축적되어 있으며, 발현 vector 시스템이 잘 구축된 이종숙주(대리모)가 이용된다. 이러한 특성이 있는 발현 이종숙주에 orphan 유전자를 인위적으로 도입하여 신규생산 되는 물질을 metabolom연구를 통해 분석하여 규명하는 것이다.[7,8] 이 방법은 몇몇의 경우 효용성이 증명되었다.
- 이중 두 가지 방법 “heterologous expression(이종발현)” 과 “genomisotopic approach”에 대해 조금 더 살펴 보고자 한다.
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