초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과
1. 우수 제독미생물의 확보
패류독소분해미생물을 확보하기 위하여 독화시기에 시료를 이매패류 등 시료로부터 470종의 미생물을 분리하였다. 분리된 미생물로부터 주된 패독성분인 GTX2/3을 분해하는 능력을 가진 미생물을 탐색하기 위해 패독이 첨가된 배양액을 이용하여 5일간 배양한 후 HPLC를 이용하여 패독성분을 분석한 결과 25~90%의 분해능을 가진 17종의 후보미생물을 확보하였다. 대부분의 후보미생물은 GTX 3보다는 GTX2에 대한 높은 분해율을 나타내었다. 이중 50%이상이 담치 및 홍합으로부터

Ⅳ. 연구개발 결과
1. 우수 제독미생물의 확보
패류독소분해미생물을 확보하기 위하여 독화시기에 시료를 이매패류 등 시료로부터 470종의 미생물을 분리하였다. 분리된 미생물로부터 주된 패독성분인 GTX2/3을 분해하는 능력을 가진 미생물을 탐색하기 위해 패독이 첨가된 배양액을 이용하여 5일간 배양한 후 HPLC를 이용하여 패독성분을 분석한 결과 25~90%의 분해능을 가진 17종의 후보미생물을 확보하였다. 대부분의 후보미생물은 GTX 3보다는 GTX2에 대한 높은 분해율을 나타내었다. 이중 50%이상이 담치 및 홍합으로부터 분리되었으며 그 외 해수, sand 및 저토(sediment) 등으로 나타났다.
2. 우수제독미생물의 특성규명
17종의 제독미생물을 대상으로 온도, pH 및 NaCl 요구성에 대한 성장조건을 검토하였다. 대부분의 미생물은 25~30℃범위에서 최적성장을 하는 중 온성(15~37℃)균주들이었다. 또한 pH 성장조건은 약산성에서 중성조건에서 성장하였으며 대부분 중성(pH 7.0)조건에서 최적성장을 나타내었다. 또한 모든 후보미생물은 NaCl에 대한 저항성 또는 moderately halophiles (1~4% NaCl)들이었다.
3. 제독미생물의 분류ㆍ동정
분해능이 우수한 제독미생물을 대상으로 16S rDNA 염기서열 (sequence)을 이용한 계통분석(phylogenetic analysis)을 수행한 결과 10 genus (Serratia, Klepsiella, Raultella, Microbacterium, Tenacibaculum, Bacillus, Planococcus, Microbulbifer, Pseudoalteromonas, Rhodococcus)에 속하는 것으로 분석되었다. Pseudoalteromonas 속의 경우 3종이 분류되어 가장 많았으며 그외 Serratia, Raultella, Microbulbifer 속은 각각 2종씩 나타났고 그 외의 속(genus)은 1종씩 분류되었다.
4. 제독특성 및 배양조건 확립
제독미생물은 전체적으로 빈영양조건에서 보다는 부영양조건에서 높은 분해능을 보였다. ME1-1, ME1-2는 부영양배지 보다는 빈영양배지에서 높은 활성을 보인 반면 ME1-3, ME1-4, ZMS34 및 ZMS13은 빈영양배지 보다 부영양배지에서 높은 활성을 나타내었다. 배양기간 동안 대사산물의 변화를 알아본 결과 우수제독미생물은 빈영양 및 부영양조건에서 8일간 배양하였으며 HPLC를 이용한 패독성분과 in vitro 잔류독성을 분석하였다. ME1-1과 ME1-2는 GTX2/3에서 GTX1/4로 빠르게 생물전환 시켰다. 반면 ME1-3, ZMS34 및 ZMS13은 GTX1/4경로보다는 STX 또는 다른 대사경로를 통하여 분해되는 것으로 판단된다. ME1-4의 경우 GTX2는 STX경로를 GTX3은 GTX4를 거쳐 NEO로 분해되는 것으로 판단된다. 대사산물의 잔류독성은 in vitro neuroblastoma assay를 확립하였으며 빈영양 및 부영양조건에서 GTX 2/3이 분해된 후 잔류독성을 검토한 결과 대조구와 비교하여 잔류독성이 저감되었음을 확인하였다.
5. 제독물질 및 인자의 검토
제독물질인 효소의 활성을 검토하기 위해 제독미생물은 5일간 배양한 후 배양여액과 세포파쇄물의 제독활성을 검토하였다. 그 결과 HPLC를 이용한 GTX2/3의 성분변화는 10%내외에서 유의한 차이를 관찰하지 못하였으며 in vitro neuroblastoma assay에서도 잔류독소의 유의한 감소가 나타나지 않았다. 따라서 GTX 2/3의 생물전환 관련 효소의 활성검토를 위한 system 및 최적 활성조건 확립을 위한 추가적인 연구가 필요하다.
6. 저감적용기술
제독미생물을 이용한 패독 저감효과를 관찰하기 위해 먹이생물인 Alexandrium tarmares의 배양조건을 확립하였으며 대량배양을 통해 진주담치에 독화시킨 후 제독미생물을 이용한 제독효과를 Lab scale의 모의실험 결과 대조구와 비교하여 6일째에 28~33%의 제독효율을 나타내었다.

Abstract ▼

Goal and necessity of research
Paralytic shellfish posioning is a serious public health concern. The main cause of PSP is consumption of bivalves contaminated with PSP-toxins which are mainly GTX and STX produced by Alexandrium spp.
In korea, the proliferation of Alexandrium spp. reaches to t

Goal and necessity of research
Paralytic shellfish posioning is a serious public health concern. The main cause of PSP is consumption of bivalves contaminated with PSP-toxins which are mainly GTX and STX produced by Alexandrium spp.
In korea, the proliferation of Alexandrium spp. reaches to the maximum around March to May at Masan BAy area, and affects the local shellfish farmers and related industries. Therefore, the development of detoxification methods will benefit both public health and shellfish industries.
In general, the detoxification process in bivalves depends upon self-digestion and excretion, and the mechanism and metabolic pathways involved in this process are partially known. However, better understanding on this process is necessary. Meanwhile, some of microbes associated with bivlaves are reported to have detoxification ability against PSP, and this prompts us to screen and identification of maicrobe with PSP_detoxification marine microbes.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 15
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제 1절 연구개발의 목적 ... 18
• 제 2절 연구개발의 필요성 ... 18
• 제 3절 연구개발의 범위 ... 22
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 및 과학기술정보 ... 24
• 제 1절 국내ㆍ외 관련 기술개발 현황과 문제점 ... 24
• 제2절. 앞으로의 전망 ... 29
• 제 3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 32
• 제 1절 연구개발 수행내용 ... 32
• 1. 제독미생물의 탐색 ... 32
• 2. 우수 제독미생물의 성장특성 및 분류동정 ... 36
• 3. 우수미생물의 제독능분석 ... 38
• 4. 제독물질 연구 ... 40
• 5. 제독미생물을 이용한 모의 현장실험 ... 41
• 6. in vitro 독성탐색 신속검출기법 확립 ... 43
• 제 2절 연구결과 ... 46
• 1. 제독미생물 탐색 ... 46
• 2. 우수균주의 성장 및 분류학적 특성 ... 57
• 3. 제독미생물의 분해특성 ... 78
• 4. 제독물질의 특성 ... 92
• 5. 패독저감을 위한 적용기술 ... 93
• 6. 현장적용을 위한 산업화 평가 ... 96
• 제 4장 연구개발 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 98
• 제 1절 연구 목표 ... 98
• 제 2절 평가의 착안점 및 목표달성도 ... 99
• 제 3절 관련분야의 기여도 ... 100
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ... 102
• 1. 타 연구에의 응용 ... 102
• 2. 기업화 추진방안 ... 102
• 제 6장 참고문헌 ... 104
• 끝페이지 ... 106