초록 ▼

▪ 효모의 대사체 분석을 위한 대사체 분석방법 최적화하여 quenching 방법으로 fast filtration 방법을 선정하였으며, 추출 용매로 acetonitrile/water mixture를 선정하였음.
▪ 에탄올 및 고온, furfural 내성 변이주의 대사적 표현형 규명 및 내성 인자 발굴하여 glucose-6-phosphate, trehalose, proline, fatty acids, lactic acid 등의 내성관련 인자를 찾음.
▪ 에탄올 및 고온, furfural 내성 변이주의 대사적 표현형 규명을 통

▪ 효모의 대사체 분석을 위한 대사체 분석방법 최적화하여 quenching 방법으로 fast filtration 방법을 선정하였으며, 추출 용매로 acetonitrile/water mixture를 선정하였음.
▪ 에탄올 및 고온, furfural 내성 변이주의 대사적 표현형 규명 및 내성 인자 발굴하여 glucose-6-phosphate, trehalose, proline, fatty acids, lactic acid 등의 내성관련 인자를 찾음.
▪ 에탄올 및 고온, furfural 내성 변이주의 대사적 표현형 규명을 통하여 내성 인자와 관련된 pentose phosphate pathway와 trehalose 합성경로, 아미노산 및 지방산 생합성 경로가 내성 메카니즘에 큰 변화가 있는 것을 확인함.
▪ 에탄올 및 고온, furfural 내성 변이주의 글로벌 탄소대사 특성 규명
▪ 다중 내성 변이주의 고온 조건, 고에탄올 조건, 고 furfural 조건에서의 글로벌 탄소대사 특성 규명


(출처 : 보고서 요약서 3P)

Abstract ▼

I. Purpose
The multiple steps of bioethanol processes including pretreatment, saccharification, fermentation are one of the main reasons for high operating cost for cellulosic ethanol. Therefore, it is highly demanding to integrate enzymatic hydrolysis and ethanol fermentation processes and the i

I. Purpose
The multiple steps of bioethanol processes including pretreatment, saccharification, fermentation are one of the main reasons for high operating cost for cellulosic ethanol. Therefore, it is highly demanding to integrate enzymatic hydrolysis and ethanol fermentation processes and the integrated process are so called "Consolidated Bioprocessing (CBP). In order to develop an ethanol-fermenting yeast to be used in the CBP, the primary causes for the sensitivity and resistance to high ethanol, inhibitors such as furfural and hydroxymethyl furfural (HMF) and high temperature are necessary. In this study, metabolomics approach will be undertaken for the phenotyping of Saccharomyces cerevisiare mutants generated in the first research division of this project for the possible increase of such resistances.

II. Contents
In the first step, the optimization of metabolome sample analysis will be conducted. The optimal quenching or rapid filtration method will be developed for yeast, and also optimal metabolite extraction solvent mixture will be selected based on the unbiased and quantitative recovery of intracellular metabolites of yeast cells. Yeast mutants will be cultivated in different conditions in the aspect of ethanol concentration, furfural concentration and cultivation temperature, and the cells were recovered and their metabolites and transcripts were sampled and analyzed for the metabolomics and transcriptomics analyses. These information will be fedback to the first division of the current project for molecular genetic manipulation of the mutant. The manipulated mutant will be further analyzed by the metabolomics and the transcriptomics, and the information will be handed to the first division for the strain improvement and enforcement of such resistances to high temperature, inhibitors and ethanol. In the subcontract with Ewha Womans Univ., in the first year, a genome-scale metabolic network model of S. cerevisiae will be reconstructed and its prediction capacity will be evaluated. In the second and third years of the project, the metabolic targets essential for construction of robust ethanologenic yeast will be examined with the model.

III. Expected contribution
The microbial metabolomics emerging area, and it is not at the mature stage yet. In particular, the metabolomics has not been applied to elucidate the cellular and molecular causes and mechanism for the resistance to fufural, ethanol and high temperature. The results from the integrative study using metabolomiccs and transcriptomics will promote the efficiency of finding the possible mechanisms and responsible genes for rendering the resistance to yeast will be great boost for the strain development study of consolidated bioprocessing.


(출처 : SUMMARY 9P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 5
• S U M M A R Y ... 9
• C O N T E N T S ... 11
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13
• 제 1 절 연구개발대상 기술의 경제적·산업적 중요성 ... 13
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 13
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 15
• 제 1 절 국내외 수준 ... 15
• 제 2 절 국내외 현황 ... 15
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 19
• 제 1 절 효모 대사체 분석 방법 개발 ... 19
• 제 2 절 고에탄올/고삼투압 내성 변이주 대사적 표현형 규명 ... 26
• 제 3 절 NGS를 이용한 고에탄올/고삼투압 내성 변이주의 전사체 분석 ... 29
• 제 4 절 에탄올 내성 균주의 글로벌 탄소 대사 특성 규명 ... 32
• 제 5 절 고온 내성 변이주 대사적 표현형 규명 ... 41
• 제 6 절 NGS를 이용한 고온 변이주의 전사체 분석 ... 44
• 제 7 절 저해제 내성 변이주 대사적 표현형 규명 ... 46
• 제 8 절 저해제 내성 변이주의 전사체 분석 ... 49
• 제 9 절 고온/저해제 내성균주의 글로벌 탄소대사 특성 규명 ... 50
• 제 10 절 다중 내성 변이주의 대사적 표현형 규명 ... 59
• 제 11 절 NGS를 이용한 다중 내성 변이주의 전사체 분석 ... 65
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 68
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 71
• 제 1 절 연구개발결과의 활용방안 ... 71
• 제 2 절 기대성과 ... 71
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 73
• 제 7 장 참고문헌 ... 74
• 끝페이지 ... 76