초록 ▼

연구개발 결과
최종목표
- 국내 호소에서 분리된 Microcystis의 유전체 염기서열 분석 및 유전자지도 작성
- 발생, 성장, 사멸, 독소 생산과 관련된 전체 게놈 유전체를 파악하고 이들로부터 발현유전체 해독함으로써, 다양한 환경변화 및 stress의 영향을 측정할 수 있는 DNA chip 개발
- 전체 발현유전체를 포괄하는 유전자 칩 개발 및 gene network 파악
- 간독소(microcystin) 생산 유전자의 다양성 분석 및 독성 평가 기법개발

개발내용 및 결과
- 국

연구개발 결과
최종목표
- 국내 호소에서 분리된 Microcystis의 유전체 염기서열 분석 및 유전자지도 작성
- 발생, 성장, 사멸, 독소 생산과 관련된 전체 게놈 유전체를 파악하고 이들로부터 발현유전체 해독함으로써, 다양한 환경변화 및 stress의 영향을 측정할 수 있는 DNA chip 개발
- 전체 발현유전체를 포괄하는 유전자 칩 개발 및 gene network 파악
- 간독소(microcystin) 생산 유전자의 다양성 분석 및 독성 평가 기법개발

개발내용 및 결과
- 국내 호소에서 분리된 독성 남조류 Microcystis 유전체 염기서열 해독
- Microcystis와 밀접한 상호작용하는 박테리아 규명
- 분리된 Microcystis 전용 DNA chip의 제작 및 발현조절 실험
- 질소원, 온도, 광도에 따른 전체 유전자의 발현 차이 규명
- 독소 microcystin 합성유전자의 주요 결정 요인 규명
- 대청호 현장시료로부터 DNA chip 실험용 RNA 추출 실험
- 독성 Microcystis의 무균 순수배양 성공
- 독소유전자의 다양성 및 독소농도와의 관계 분석


개발기술의 특징ㆍ장점
- 국내에서 분리된 Microcystis를 이용한 발현 분석용 DNA chip의 최초 제작 및 발현조절 실험
- Microcystis의 환경조건별 유전자 발현의 총체적 변화를 DNA chip을 이용하여 추적 및 독소유전자의 발현 양식 분석

기대효과(기술적 및 경제적 효과)
- Microcystis에 대한 유전체 정보를 활용하여 이들의 생리, 생태적, 진화학적 특성을 보다 자세히 규명 가능
- DNA chip을 이용하여, 다양한 환경요인에 의한 Microcystis의 생리적 변화 기작 규명가능
- Microcystis의 유전자 다양성 정보 및 분자생물학적 분석기법을 활용하여 4대강 수질예보제에 분자 모니터링 가능함
- microcystin 독소의 농도의 발생가능성을 추정할 수 있는 chip을 개발함으로써, 주요 호소의 조류경보제 개선 가능함

적용분야
- 수생태 위해성 및 녹조발생 잠재력 평가
- 남조류 유전체 활용 생리, 생태 기능연구
- 남조류와 미생물간의 상호작용 원리 규명

과학기술적 성과
논문 게재
- SCI : SCI논문 4건
- 비 SCI : 비 SCI 논문 1건

(출처 : 보고서 초록 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 목차 ... 5
• 표목차 ... 7
• 그림목차 ... 8
• 제1장 서론 ... 10
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 10
• 1. 남조류와 녹조 ... 10
• 2. 남조류의 독소, microcystin ... 11
• 3. Microcystin에 의한 오염 및 피해 현황 ... 13
• 4. Microcystis 유전체 연구의 필요성 ... 13
• 5. 경제적·산업적 중요성 ... 14
• 6. 연구의 당위성 ... 14
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 15
• 1. 해외 기술개발 동향·시장 ... 15
• 2. 국내 기술개발 동향·시장 ... 16
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 17
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 18
• 제1절 연구의 최종목표 ... 18
• 제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 19
• 1. 연도별 연구목표 및 내용 ... 19
• 2. 평가의 착안점 및 기준 ... 20
• 제3절 연도별 추진체계 ... 21
• 제3장 연구개발 결과 및 활용계획 ... 22
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 22
• 1. 주관연구기관(한국생명공학연구원) ... 22
• 가. 1차년도 연구결과 ... 22
• (1) 남조류의 무균 유도 ... 22
• (2) Microcystis single cell로부터의 genome 확보 ... 27
• (3) Microcystis aeruginosa의 genome sequencing ... 32
• 나. 2차년도 연구결과 ... 41
• (1) Microarray chip 제작 및 분석 ... 41
• (2) Nitrogen source에 따른 Microcystis의 생장 조사 ... 43
• (3) 온도와 광도에 따른 Microcystis의 생장 조사 ... 57
• (4) 현장시료로부터 RNA의 추출 ... 62
• (5) Pyrosequencing을 이용한 대청호의 남조류 비중 분석 ... 64
• 2. 위탁연구기관(충북대학교) ... 74
• 가. 1차년도 연구결과 ... 74
• (1) 국내 호소에서 남조류의 성장 및 독소의 농도 모니터링 ... 74
• (2) 국내 호소에서 독소 생합성 유전자의 다양성 분석 ... 80
• (3) 독성 남조류의 무세균 순수배양 유도 ... 85
• 나. 2차년도 연구결과 ... 89
• (1) 독소 생합성 유전자의 발현에 관여하는 유전자의 다양성 분석 ... 89
• (2) 호소 생태계에서 독소 생합성에 영향을 미치는 환경요인의 상관성 분석 ... 94
• (3) 실시간 PCR을 이용한 남조류와 Microcystis 동시 계수법 개발 ... 97
• 제2절 연구개발 결과(요약) 및 결론(제언) ... 104
• 1. 결과 요약 ... 104
• 2. 결론 및 제언(남조류 Microcystis의 유해성 평가 방법) ... 108
• 제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 109
• 제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) ... 109
• 제5절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 136
• 제6절 연구개발 결과의 활용계획 ... 137
• 제4장 참고문헌 ... 138
• 부록 : 남조류 독소 유전자의 real-time PCR 검출법 ... 144
• 끝페이지 ... 147