초록 ▼

1. 본 연구는 C1 가스를 효율적으로 대사하여 고부가가치 화합물을 생산하는 공정을 개발하는 것을 목표로 함.
2. 높은 수율과 전환속도로 메탄을 전환하기 위해서는 높은 활성의 MMO가 필요함. 이를 위해 codon harmonization을 수행하고, 동시에 대장균 내 ribosome traffic이 다양화된 라이브러리를 제작하여 가용성이 증가된 대장균을 선별하고자 하였음.
3. C1 가스 대사와 목적화합물 생산 균주를 공동 배양하여 고효율의 공정을 개발하고자 함. 이를 위해 C1 대사 균주와 대장균의 공동 배양 조건을

1. 본 연구는 C1 가스를 효율적으로 대사하여 고부가가치 화합물을 생산하는 공정을 개발하는 것을 목표로 함.
2. 높은 수율과 전환속도로 메탄을 전환하기 위해서는 높은 활성의 MMO가 필요함. 이를 위해 codon harmonization을 수행하고, 동시에 대장균 내 ribosome traffic이 다양화된 라이브러리를 제작하여 가용성이 증가된 대장균을 선별하고자 하였음.
3. C1 가스 대사와 목적화합물 생산 균주를 공동 배양하여 고효율의 공정을 개발하고자 함. 이를 위해 C1 대사 균주와 대장균의 공동 배양 조건을 최적화 하고자 하였음. 메탄자화균과 대장균의 공동 배양을 위한 질소원으로 L-ornithine과 putrescine이 선별되었지만, 메탄자화균은 이를 활용할 수 없음을 확인. 또한 산소 농도에 따른 대사 산물 생산능을 탐색하였고, 공통적으로 아세트산 생산량이 높음을 확인. CO 대사균주와 대장균의 전자 수용체로써 TMAO를 사용하였을 때 지속적인 CO 대사가 가능함을 확인함.
4. 항생제 비의존적 플라스미드 유지기술을 개발하였고 이를 공동 배양시 활용하고자 함. 세포 성장에 필수 유전자인 infA를 사용한 auxotroph system을 이용하였음. 개발된 시스템으로 플라스미드가 안정적으로 유지될 수 있을 뿐만 아니라 플라스미드 copy number 또한 정교하게 조절할 수 있음을 확인.
5. 공동 배양시 목적 화합물의 생산량을 최대화시키기 위해서는 군집 비율을 최적화가 필요함. 목적화합물을 감지할 수 있는 센서와 항생제 내성 유전자를 발현 시키는 regulator를 조합함으로써 군집 제어 기술을 개발하고자 하였고, 항생제 및 목적화합물 농도에 대한 성장 테스트를 수행함.
6. 마지막으로 C1 가스 대사의 주된 산물인 아세트산을 이용하여 목적 화합물을 생산하는 대장균을 개발하고자 하였음. 이타콘산을 생산하는 대장균을 개발하였으며 종 특성 조사, 아세트산 대사 회로의 증폭 및 glyoxylate shunt 회로의 증폭 등을 통하여 생산성을 크게 향상시킴.
7. 관련 연구 내용을 SCI급 저널에 7편이 게재되었고 (In press 2편, Accepted 1편 포함), 특허 7건 출원 및 석박사급 인력 3명을 배출하였음.
8. C1 가스 유래의 다양한 바이오 화합물을 생산하는 산업공정개발이 가능할 것으로 예상됨. C1 가스 대사 경로 및 co-culture기반 화합물 생산 플랫폼 원천 특허 확보 및 고수율 C1 가스 리파이너리 산업 창출이 가능함. 본 연구를 통해 차세대 바이오 화학 산업의 원료가 될 것으로 전망되는 C1 가스 활용에 관한 기술의 우위를 점할 수 있음.

(출처 : 보고서 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 8
• 2-1. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 2-2. 연구성과 ... 41
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 51
• 3-1. 목표 ... 51
• 3-2. 목표 달성여부 ... 52
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 ... 55
• 붙임 1. 참고문헌 ... 56
• 붙임 2. 연구목표 달성도 (종합) ... 59
• 끝페이지 ... 60