초록 ▼

- 4-7개월 배양한 Teloscitaceae과(科) 지의류형성곰팡이 균사체 및 배양액으로부터 총 174개의 chemical library 확보
- 확보된 chemical library의 생리활성을 검증한 결과, Vancomycin 저항성 세균에 대한 항균활성, 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균활성 및 인간 폐암, 대장암 및 위암 세포에 우수한 항암활성을 보이는 다수의 추출물 확인
- 우수한 생리활성을 보인 한국산 Caloplaca flavorubescens 지의류형성 곰팡이에 대한 whole genome sequence

- 4-7개월 배양한 Teloscitaceae과(科) 지의류형성곰팡이 균사체 및 배양액으로부터 총 174개의 chemical library 확보
- 확보된 chemical library의 생리활성을 검증한 결과, Vancomycin 저항성 세균에 대한 항균활성, 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균활성 및 인간 폐암, 대장암 및 위암 세포에 우수한 항암활성을 보이는 다수의 추출물 확인
- 우수한 생리활성을 보인 한국산 Caloplaca flavorubescens 지의류형성 곰팡이에 대한 whole genome sequence (WGS) 세계 최초 완료
- WGS를 이용하여 생리활성물질 생합성에 관여하는 polyketide synthase(PKS) 유전자 15개 확보
- 생리활성물질인 parietin의 화학 구조와 같은 물질을 합성할 것이라고 추측되는 PKS로 여겨지는 CalPKS8, 11, 12 세 개 유전자를 선발하여, 완전한 cDNA를 확보
- 모델 사상성 진균(Aspergillus sp.)을 이용하여 과발현 형질전환체 제작하기 위해 CalPKS11을 과발현 벡터에 성공적으로 subcloning 하였고, 이형질 전환체를 확보
- 확보된 과발현 형질전환체에서 생성되는 물질을 확인하고자, HPLC 분석을 수행한 결과 과발현 형질전환체에서 새로운 물질이 생성되는 것을 확인.

Abstract ▼

The present study is aimed to develop novel biotechnolgy for mass production of lichen substances which have a potential of industrialization such as new drug, cosmetics, food additives and agrochemicals. Lichens belonging to Teloschistaceae were investigated for the purpose. First, chemical library

The present study is aimed to develop novel biotechnolgy for mass production of lichen substances which have a potential of industrialization such as new drug, cosmetics, food additives and agrochemicals. Lichens belonging to Teloschistaceae were investigated for the purpose. First, chemical library of lichens and lichen-forming fungi were prepared using the herbarium materials or isolated fungi. Total 196 extracts of lichen-forming fungi were prepared and tested for their biological activities. Several extracts showed very potent antibacterial activity against Vancomycin-resistance pathogenic bacteria, antifungal activity against plant pathogenic fungi, anticancer activity against human lung, stomach and cancer cells, colon cancer cell lines. Among the candidate lichen-forming fungi, Caloplaca flavorubescens was selected for further study. Whole genome sequences of the fungus was conducted to dig out lichen-forming fungal PKS (polyketide synthase) genes which are involved
in biosynthesis of the active lichen substances. Fifteen PKS genes of 6 reducing, 8 non-reducing and 1 partial-reducing PKS genes were characterized by domain analysis. Among them, 3 PKS genes of CalPKS8, 11, and 12 was used to construct cDNA for heterologus expression. Over expression system of CalPKS11 was successfully subcloned and transformed into the heterologus expression host of Aspergillus nidulans.
The transformants having full-length and single copy insertion were cultured and their metabolites were anlyzed. We found few new metabolites which are not present in wild type and control (only vector inserted mutant). Purification and chemical identification of the metabilolites still under going. The results implies that genetically engineered heterologus system of lichen-forming fungal PKS genes was successfully developed to produce large amounts of lichen substances. The present heterologus system will provide a novel method for industrialization of bioactive substances form lichen bioresources.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 요약서 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제1장 연구개발과제의 개요 : 연구개발의 목적, 필요성 및 범위 등을 기술 ... 12
• 1. 연구개발의 필요성 ... 12
• 2. 연구 목적 ... 14
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 1. 지의류형성곰팡이 분리 및 확보 ... 16
• 2. 지의류 유래 천연물질의 생리활성 연구 및 물질 규명 ... 16
• 3. 지의류 천연물질의 생합성관련 유전자 (polyketide synthase:PKS) 연구 ... 17
• 4. 지의류 천연물질의 생합성관련 유전자 (polyketide synthase:PKS)의 이형질체 발현 연구 ... 18
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 19
• 1. Chemical library 구축 ... 19
• 2. Chemical library를 이용한 생리활성 검증 ... 24
• 3. Caloplaca flavoruvescens 지의류형성곰팡이의 whole genome sequence 분석 ... 40
• 4. Caloplaca flavoruvescens 지의류형성곰팡이의PKS 유전자 발굴 및 규명 ... 46
• 5. 유용 생리활성 물질 생합성 유전자의 과발현 시스템 확립 ... 51
• 6. 모델 사상성 진균(Aspergillus sp.)을 이용하여 과발현 형질전환체 제작 ... 56
• 7. 선발된 과발현 형질전환체에서의 생리활성물질 추출 및 동정 ... 58
• 8. 결과 종합 ... 61
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 63
• 1. 평가의 착안점 ... 63
• 2. 연구개발목표의 달성도 ... 64
• 3. 관련 분야의 기술발전에의 기여도 ... 65
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 66
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 67
• 제7장 참고문헌 ... 68
• 끝페이지 ... 69