초록 ▼

▷ 스마트 세포공장의 인실리코 설계기술 개발
- 바이오케미컬 생산 미생물의 멀티오믹스 데이터 확보
- 멀티오믹스 데이터의 통합 정보 제공 시스템 개발
- 플랫폼 미생물의 통합적 오믹스 분석 시스템 개발
- 플랫폼 미생물의 인실리코 대사 및 조절 네트워크 구성 및 재설계 기술 개발
▷ 바이오부품 및 유전자회로 기술 개발
- 메타게놈 유래 유전자원의 대량 발굴, 대량 염기서열 분석 프로토콜 구축, 기술 확립
- 유전자회로및 대량 유전자 정보분석 이용 바이오부품 기능개량 프로토콜 구축
- 세포분

▷ 스마트 세포공장의 인실리코 설계기술 개발
- 바이오케미컬 생산 미생물의 멀티오믹스 데이터 확보
- 멀티오믹스 데이터의 통합 정보 제공 시스템 개발
- 플랫폼 미생물의 통합적 오믹스 분석 시스템 개발
- 플랫폼 미생물의 인실리코 대사 및 조절 네트워크 구성 및 재설계 기술 개발
▷ 바이오부품 및 유전자회로 기술 개발
- 메타게놈 유래 유전자원의 대량 발굴, 대량 염기서열 분석 프로토콜 구축, 기술 확립
- 유전자회로및 대량 유전자 정보분석 이용 바이오부품 기능개량 프로토콜 구축
- 세포분석(GESS), 제어(DSR, Dynamic Sensing and Regulation) 유전자회로기술 개발
- 세포내 바이오합성 극대화를 위한 대사복합체(metabolons)기술 개발
- GESS,DSR, Metabolon의 플랫폼 미생물로의 도입과 구동의 최적화
▷ 케미컬 내성 플랫폼 미생물 개발
- 오믹스 기반 효모 스트레스 신호전달 및 세포벽 약화를 통한 분비효율화 기술개발
- 플랫폼 미생물의 바이오케미컬 내성의 멀티오믹스 분석
- 플랫폼 미생물의 내성 증대 개량을 위한 타겟 발굴
- 플랫폼 미생물의 내성 증대 엔지니어링
▷ 바이오화학 케미컬 생산 스마트 세포공장기술
- 내성 미생물의 초고속 스크리닝 및 유전체 염기서열을 통한 내성 기전 규명
- 플랫폼케미컬 생산경로 유전자의 합성 및 재설계
- 재설계된 생합성 경로 핵심 유전자의 도입 및 발현 최적화
- Metabolic flux 분석을 통한 발효 및 생산을 위한 최적화

Abstract ▼

IV. Results
1. To develop in silico bio-design of customized smart cell factory
a. Development of integrated multi-omics analysis system for platform microoganisms
b. Development of in silico analysis and reconstruction technology of metabolic and regulatory networks
2. To develop new fu

IV. Results
1. To develop in silico bio-design of customized smart cell factory
a. Development of integrated multi-omics analysis system for platform microoganisms
b. Development of in silico analysis and reconstruction technology of metabolic and regulatory networks
2. To develop new functional bio-parts/circuits for smat cell factory
a. Development of artificial genetic logic circuits for ground-breaking improvement of biochemical production in smart cell factory
b. Improvement of biochemical production through integrating the artificial genetic logic circuits with cellular network regulating technology
c. Development of metabolon systems based on protein scaffold and its application to biochemical production
3. To develop smart cell factory tolerant to solvents/biochemicals
a. Development of tools for molecular biology and genome engineering of Pseudomonas putida tolerant to solvents/biochemicals
b. Screening of a superior solvent-tolerant microorganisms and development ofacid-tolerant yeast for biochemical production
4. To develop smart cell factory for biochemical production
a. Development of P. putida cell factory utilizing fatty acids and production ofbio-degradable plastics (PHA)
b. Development of yeast cell factory utilizing fatty acids and production of nylonmonomer (adipic acid) with high yield
c. Development of dynamic sensing and regultion system for isoprene-producingP. putida and E. coli cell factory.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서(보고서 초록) ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제1절 연구개발의 목적 ... 12
• 제2절 연구개발의 중요성 ... 12
• 1. 바이오화학기술의 개발 필요성 부각 및 시장 확대 ... 13
• 2. 합성생물학기술의 개발 및 활용의 필요성 부각 ... 13
• 3. 바이오화학기술 및 제품의 개발 시 문제점 ... 15
• 제3절 연구개발의 범위 ... 16
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 18
• 제1절 국내·외 바이오화학기술의 개발 현황 ... 18
• 1. 논문 분석 ... 18
• 2. 특허 분석 ... 18
• 3. 시장 분석 ... 19
• 4. 국내에서 바이오화학 소재를 제품에 적용한 사례 ... 20
• 제2절 국내·외 합성생물학기술의 개발 현황 ... 20
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23
• 제1절 바이오부품/소자 및 세포제어 기술 개발 ... 23
• 1. 초고속 GESS 및 HTS 기술을 이용한 대사프로파일링 및 신기능 효소 대량탐색 ... 23
• 2. 바이오부품 모듈화 원천기술 개발 ... 38
• 제2절 시스템생물학 기반의 다중오믹스 분석 ... 51
• 1. 대장균 B와 K-12의 다중오믹스 및 시스템 통합 비교 분석 ... 51
• 2. 플랫폼 미생물 세포조절 네트워크 모델링 및 활용기술 개발 ... 53
• 3. 고효율 미생물 배양 나노리터 바이오칩 개발 ... 56
• 4. 생물 네트워크 분석을 위한 바이클러스터링 기법 개발 ... 58
• 5. Pseudomonas 균주의 Systems Biology Knowledgebase 구축 ... 60
• 제3절 바이오케미컬 내성 플랫폼 미생물 개발 ... 65
• 1. 슈도모나스 균주용 분자공학 툴 개발 ... 67
• 2. 슈도모나스 군주용 선도서열 구축 및 최적화 ... 72
• 3. P. putida EM42 strain에 T7 expression system 개발 ... 76
• 4. P. putida 세포공장을 위한 바이오부품/회로 개발 및 적용(해외위탁연구:Victor D. Lorenzo, CSIC-CNB) ... 80
• 제4절 바이오화학 케미컬 대량생산 스마트 세포공장 개발 ... 81
• 1. Adipic acid 대량생산 효모 세포공장 개발 ... 81
• 2. 슈도모나스용 기반기술 확립 및 슈도모나스 이용 바이오플라스틱 원료 생산 ... 92
• 제5절 기타 ... 101
• 1. 리보스위치 활성 검출 리포터 시스템 개발 ... 101
• 2. 세포대사활성 조절 모듈 탐색 ... 104
• 3. 한세눌라 폴리모파의 자일로스 대사관련 전사체 분석 ... 110
• 4. 인체 만노즈형 당사슬 생합성 효모 최적화를 위한 Golgi 및 표면발현 모듈 개발 ... 115
• 라. Methionine 경로의 주효소인 metA의 효소진화에 의한 대장균 성장온도의 추가 개량 ... 118
• 5. NRPS 생산용 바실러스 세포공장 개발 ... 120
• 6. 테페노이드 생산 관련 유전자 확보 ... 123
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 126
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 130
• 제1절 추가연구의 필요성 ... 130
• 제2절 타 연구에의 응용 ... 131
• 제3절 기업화 추진방안 ... 132
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 135
• 제 7 장 연구시설·장비 현황 ... 139
• 제1절 바이오화학기술의 고도화를 위한 장비 구축 ... 139
• 1. 미생물 전용 형광유세포분석기 (FACS AriaIII) ... 139
• 2. 바이오케미컬 정밀분석을 위한 LC-MS, GC-MS ... 139
• 3. 바이오부품 발굴을 위한 다중 형광 플레이트 리더기 ... 139
• 제 8 장 참고문헌 ... 140
• 해외위탁과제 보고서(2013-2014) ... 141
• 끝페이지 ... 149