초록 ▼

□ 제 2 세부과제의 목표는 유해 조류의 효율적 제어를 위해 선택적 살조능력을 가지면서 친환경적이고 인체에 무해한 살조물질의 리드화합물을 이용하여, 화학적으로 합성하고 펩타이드와 미생물 유래 천연물 등을 이용하여 생화학적으로 생산하는 것이다. 이렇게 개발된 살조물질은 친수성과 소수성을 구분한 후 소수성 물질의 경우에는 리포좀 기법 등을 활용하여 가용화시키고 이를 마이크로 스피어 등의 담체에 고정화시킨다. 고정화된 살조물질은 전달효율을 높이기 위하여 특이성이 매우 높은 바이오나노 캡시드에 탑재하여 이 캡시드를 대상 적조유발 지역에 살

□ 제 2 세부과제의 목표는 유해 조류의 효율적 제어를 위해 선택적 살조능력을 가지면서 친환경적이고 인체에 무해한 살조물질의 리드화합물을 이용하여, 화학적으로 합성하고 펩타이드와 미생물 유래 천연물 등을 이용하여 생화학적으로 생산하는 것이다. 이렇게 개발된 살조물질은 친수성과 소수성을 구분한 후 소수성 물질의 경우에는 리포좀 기법 등을 활용하여 가용화시키고 이를 마이크로 스피어 등의 담체에 고정화시킨다. 고정화된 살조물질은 전달효율을 높이기 위하여 특이성이 매우 높은 바이오나노 캡시드에 탑재하여 이 캡시드를 대상 적조유발 지역에 살포하여 적조의 확산을 제어하는 원천 융합기술을 개발하는 것이다.
□ 전 세계 특정 지역에 적조 또는 녹조를 일으키는 조류에 특이하게 흡착/감염하는 특정 바이러스를 신규 선별한 후, 이 바이러스로부터 외부 캡시드 단백질 유전자를 클로닝한 다음, 이 유전자를 효모에서 대량생산하는 다양한 기술적 검토를 수행하였다. 다양한 유해조류와 이에 특이적으로 감염하는 바이러스를 분리하였으며, 이 중에서 CsNIV와 HcRNAV 바이러스의 캡시드의 발현과 자가조직화에 성공하여 원천기술의 가능성을 증명하였다.
□ 두 번째 제시한 원천기술은 인체 및 환경에 무해한 천연 혹은 화학적 신규 살조물질을 개발한 후 이 물질을 나노입자에 탑재하는 것으로, 1단계 연구를 통하여 다양한 형태의 유기살조물질과 펩타이드 라이브러리 및 유기클레이 라이브러리를 개발하였으며 이를 캡시드에 탑재하기 위한 연구가 진행 중이다.
□ 이렇게 제조한 나노입자를 실제 수환경 (마이크로코즘과 메조코즘)에 살포하여 유해조류에 특이하게 감염시킨 다음 유해조류가 선택적으로 치사하는지와 수환경에 어떠한 위해성이 나타나는지를 탐색하는 기술로써 마이크로코즘과 메조코즘을 통한 살조물질의 위해성 검증 시스템을 확립하였다.
□ 본 연구를 통하여 적조/녹조 방제를 통한 해양환경 보존 및 오염방지, 어민 소득 증가, 국민 건강증대에 기여할 것이며 BT, NT와 ET를 융합한 이 기술은 5-10년 후에는 표적 항암제 DDS, 기능성 화장품, 생물 농약 등에도 응용이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract ▼

○ Development of stable mass-production system for HABs ○ Isolation of viruses which specifically infect the dinoflagellate species causing the red tide in Korea and revealing the mechanism by which the viruses adsorb to and infect their host
algae.
○ Determination of the structure of the ca

○ Development of stable mass-production system for HABs ○ Isolation of viruses which specifically infect the dinoflagellate species causing the red tide in Korea and revealing the mechanism by which the viruses adsorb to and infect their host
algae.
○ Determination of the structure of the capsid proteins of the isolated viruses, the surface structure of harmful algae and cloning of the viral genes encoding the capsid proteins.
○ Development of new algicidal molecules which have no toxic effect on human and ecosystem as well as a new technology to package this algicidal molecules into the capsid nanoparticles. The capsid nanoparticle will be designed to degrade of itself after some time elapse to avoid unexpected environmental problems.
○ Development of water-soluble algicides based on the lead compounds, naphthoqui none and thiazolidinedione derivatives, through structural understanding.
○ Development of the new technology for heterologous overexpression of the capsid proteins with a uniform size (50-100 nm) in yeast, Escherichia coli, chrorella and etc. ○ Establishment of ecological risk assessment techniques using mesocosm.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 11
• Ⅰ. 연구개발의 목적 및 필요성 ... 11
• Ⅱ. 연구개발 대상 기술의 정의 및 개념 ... 12
• Ⅲ. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 ... 13
• 1. 기술적 측면 ... 13
• 2. 경제․산업적 측면 ... 15
• 3. 사회․문화적 측면 ... 16
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 17
• Ⅰ. 국내․외 관련분야에 대한 기술개발현황 ... 17
• 1. 국내연구동향 ... 17
• 2. 국외연구동향 ... 19
• Ⅱ. 기존기술과의 차별성 및 원천성 ... 23
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 24
• I. 캡시드 단백질 발현 ... 24
• 1. CsNIV(Chaetoceros salsugineum nuclear inclusion virus) capsid 유전자의 대장균에서의 과발현, 정제 및 조립 ... 24
• 2. 유해조류 Heterocapsa circularisquama 감염 바이러스 캡시드 유전자의 대장균 내 발현 ... 28
• 3. 해양조류 감염 virus 캡시드 유전자들의 곤충세포 내 발현 ... 31
• 4. CCMV 바이러스 캡시드 발현, 구조 조사 및 유용물질의 탑재 ... 32
• 5. HcRNAV 바이러스 캡시드의 발현 ... 36
• 6. 캡시드 표면개질용 재료로 사용하기 위하여 대표적인 유해조류인 C. polykrikoides에 선택적인 polyclonal 항체를 제조하였다 ... 38
• II. 살조물질 연구 ... 38
• 1. Thiazolidinedione 계열 살조물질 합성연구 ... 38
• 2. Quinone 계열 살조물질 합성연구 ... 77
• 3. 덴드리머를 이용한 용해도 개선연구 ... 80
• 4. 살조물질의 cytotoxicity 평가 ... 83
• 5. 살조물질의 가용화 및 나노입자 설계 ... 83
• 6. 살조물질의 구조-독성 상관관계 평가 ... 85
• 7. 살조능이 있는 nitro-naphthol, caffeic acid, proline 유도체 합성 ... 85
• 8. 신규 항조류 펩타이드 분리, 정제 및 합성 ... 88
• 10. 유기 나노클레이의 합성 및 안전성 확인 ... 119
• 11. 형광물질 (FITC)이 결합된 유기 나노클레이의 제조 ... 121
• 12. 유기클레이 라이브러리 구축 및 유기클레이 살조메커니즘 규명 ... 123
• 13. 조류 virus capsid protein에 살조 peptide의 display ... 118
• III. 조류부착세균의 분리 및 살조세균, 물질의 분리 및 동정 ... 127
• 1. Cochlodinium polykrikoides의 부착/공생세균 분리 및 동정 ... 127
• 2. 살조세균의 분리 및 동정 ... 131
• 3. 살조물질의 특성 분석 ... 134
• 4. 살조물질의 분리, 정제 및 구조분석 ... 135
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 144
• I. 목표 및 달성도 ... 144
• II. 기여도 ... 146
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 147
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 148
• 제 7 장 참고문헌 ... 151