초록 ▼

본 과제의 연구내용은 1) 신규 방사선 저항성 미생물 확보, 2) 방사선 저항성 미생물 신호전달 시스템 연구, 3) 방사선 이용 유용 미생물 자원 개발을 주제로 함. 신규 방사선 저항성 미생물 확보를 통해 국내 토양, 담수 등의 환경에서 50 여종의 신규 방사선 저항성 미생물 분리함. 담수 및 극지환경에서 분리한 신규 방사선 저항성 미생물의 유전체 6종을 분석 완료하였고, 표준균주인 D.radiodurans와 비교유전체학적 분석 수행함. 또한, D. radiodurans 유전체의 재분석을 통해 최초 보고된 유전체에 포함된 오류를 발

본 과제의 연구내용은 1) 신규 방사선 저항성 미생물 확보, 2) 방사선 저항성 미생물 신호전달 시스템 연구, 3) 방사선 이용 유용 미생물 자원 개발을 주제로 함. 신규 방사선 저항성 미생물 확보를 통해 국내 토양, 담수 등의 환경에서 50 여종의 신규 방사선 저항성 미생물 분리함. 담수 및 극지환경에서 분리한 신규 방사선 저항성 미생물의 유전체 6종을 분석 완료하였고, 표준균주인 D.radiodurans와 비교유전체학적 분석 수행함. 또한, D. radiodurans 유전체의 재분석을 통해 최초 보고된 유전체에 포함된 오류를 발견, 수정함. 방사선 저항성 미생물 신호전달 시스템 연구를 위해 two-component system(TCS) 관련 단백질인 DrtR/DrtS, DR1558, DR0743의 기능 연구, 항산화 효소인 catalase의 기능 연구, 방사선 반응 단백질인 PprM의 기능 연구를 수행함. 방사선 반응 인산화 단백질체 분석을 통해 감마선 조사 전후에 따른 전체 단백질 및 인산화 단백질의 발현량 변화를 모니터링 하여 방사선 반응 단백질 프로파일 확보함. 방사선 저항성 유전자 활용 연구를 통해 DR1558 또는 PprM이 도입된 대장균의 환경 스트레스 저항성이 증가함을 입증하여 방사선 저항성 미생물 유전자를 이용한 산업용 미생물 개량 가능성을 입증. 특히, DR1558 유전자는 GABA, 라이신, 숙신산 등의 유기산 고생산 균주 제작에도 활용됨. 방사선 이용 유용 미생물 자원 개발을 위해 방사선 신속분자진화기술을 이용하여 살모넬라 약독화 균주 개발하고 백신 균주로서의 효능을 입증함. 동시에,방사선 반복 조사를 통한 백신 균주 제작 기술 확보함. 또한, 방사선 저항성 미생물 수용성 폴리머 다당류(EPS)의 항산화 및 세포성장 촉진 효능을 확인함.

( 출처: 서지정보양식 - 초록 155p )

Abstract ▼

Research topics include 1) securing new radiation-resistant microorganisms, 2) study on signaling transduction system of radiation-resistant microorganism, and 3) development of useful microbial resources. We isolated almost 50 kinds of new radiation-resistant microorganisms from environment of dome

Research topics include 1) securing new radiation-resistant microorganisms, 2) study on signaling transduction system of radiation-resistant microorganism, and 3) development of useful microbial resources. We isolated almost 50 kinds of new radiation-resistant microorganisms from environment of domestic soil and fresh water. Six genomes from novel radiation resistant microorganisms isolated from freshwater and polar environment were analyzed and compared with D. radiodurans. In addition, the genome of D. radiodurans was reanalyzed. To investigate the radiation-responsible signal transduction systems in D. radiodurans, DrtR/DrtS, DR1558 and DR0743, catalase, and PprM, a radiation responsible protein, were studied. Radiation-induced phospho-proteomic analysis was used to monitor the changes in the expression levels of total protein and phosphorylated protein before and after gamma irradiation to obtain a radiation response protein profile. The use of radiation resistance gene proved the increased environmental stress resistance of DR1558 or PprM introduced E. coli, proving the possibility of improving the microorganism for industrial usage by introducing the genes from radiation resistant microorganism. In particular, the DR1558 gene is also used for the production of high production level of organic acids such as GABA, lysine and succinic acid. To develop useful microbial resources with radiation biotechnology, we developed Salmonella attenuated strains by using rapid radiation molecular evolution technology and proved their efficacy as a vaccine strain. At the same time, technology for production of vaccine strain is secured through repeated irradiation.

We confirmed the antioxidant and cell growth promoting effect of water-soluble polymer polysaccharide (EPS) from D. radiodurans .

( 출처: BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET - Abstract 156p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 18
• 표목차 ... 21
• 그림목차 ... 22
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 27
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 29
• 제2절 연구개발의 목적 ... 32
• 제3절 연구개발의 기대효과 ... 32
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 35
• 제1절 국내현황 ... 37
• 제2절 국외현황 ... 38
• 제3절 세계 유사분야 기관과의 비교 ... 47
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 49
• 제1절 신규 방사선 저항성 미생물 확보 ... 51
• 1. 신규 방사선 저항성 미생물 분리 ... 51
• 가. 국내 토양에서 방사선에 저항성을 갖는 미생물 분리 ... 51
• 나. D. actinosclerus BM2, BM4, BM5 균주 분리 ... 52
• 다. D. seoulensis 균주 분리 ... 53
• 라. Spirosoma fluminis 균주 분리 ... 54
• 2. 방사선 저항성 미생물 유전체 분석 ... 55
• 가. 극지 방사선 저항성 미생물 Arthrobacter sp. PAMC25486 의 유전체 분석 및 비교 ... 55
• 나. 신규 방사선 저항성 미생물 D. humi 의 유전체 분석 및 비교 ... 63
• 다. D. radiodurans 표준균주 유전체 재분석 ... 68
• 라. D. radiopugnans 균주 유전체의 비교분석 ... 72
• 제2절 방사선 저항성 미생물 신호전달 시스템 연구 ... 77
• 1. D. radiodurans DrtR/DrtS 기능 연구 ... 77
• 2. D. radiodurans catalase 기능 및 발현 조절 연구 ... 79
• 가. D. radiodurans의 catalase 기능 비교 분석 ... 79
• 나. PprM 단백질에 의한 DR1998의 발현 조절 연구 ... 80
• 3. dr1558 유전자 활용 환경 내성 균주 개발 ... 81
• 4. 미생물의 방사선 반응 전사체 분석 ... 84
• 가. 산소 존재에 따른 병원성 미생물 Salmonella의 방사선 반응 연구 ... 84
• 5. D. radiodurans DR0743 기능 연구 ... 85
• 6. D. radiodurans PprM 단백질 기능 연구 ... 88
• 7. D. radiodurans pprM 유전자 도입 대장균의 환경 저항성 메커니즘 연구 ... 92
• 8. 방사선 반응 인산화 단백질체 분석 ... 97
• 제3절 방사선 이용 유용 미생물 자원 개발 ... 100
• 1. 방사선 생명공학 기반 산업용 균주 제작 플랫폼 구축 ... 100
• 가. 방사선 활용 신규 알코올 및 유기산 화합물 생산능이 있는 미생물 2종 선별 ... 100
• 나. GC/MS 및 HPLC 분석을 통한 신규 화합물의 활성 검증 ... 102
• 2. 방사선 기반 백신용 약독화 균주 개발 ... 107
• 가. 방사선 분자진화 기술을 이용한 살모넬라 약독화 균주 선발 ... 107
• 나. 마우스 장염 모델을 이용하여 약독화 살모넬라 균주 증명 ... 108
• 다. 마우스 장염 모델을 이용하여 농도 의존적으로 감염된 마우스의 콜로니 형성 비교 ... 109
• 라. 마우스 장염 모델을 이용하여 시간 의존적으로 감염된 마우스의 콜로니 형성 비교 ... 109
• 마. 마우스 대식세포를 이용하여 탐식되는 살모넬라 수 비교 ... 110
• 바. 약독화 균주의 마우스 대식세포를 내에서 생존율 비교 ... 111
• 3. 방사선 저항성 미생물 유래 유용 다당류 배양 및 정제 기술 확보 ... 112
• 가. D. radiodurans, D. geothermalis의 다당류 분리 및 정제 ... 112
• 나. 유전자 조작을 통하여 수용성 폴리머 대량생산 균주 제작 ... 114
• 다. 수용성 폴리머 대량생산 균주의 방사선 저항선 기작 규명 ... 115
• 4. 백신용 미생물 유래 유용 다당류 대량 배양 및 정제 기술 확보 ... 116
• 가. 감마선을 이용한 Streptococcus pneumonia의 협막다당류 분리 정제 ... 116
• 나. NaNO2를 이용한 S. pneumonia의 협막다당류 순도 향상 기술 ... 116
• 5. 방사선 신속 분자진화기술을 이용한 약독화 균주 개발 ... 120
• 가. 감마선 조사에 따른 Mutation Frequency 측정 ... 120
• 나. 감마선 반복 조사에 의한 병원성 감소비 측정 ... 120
• 다. 소동물(마우스) 설사병(colitis) 모델을 이용하여 백신 안전성 측정 ... 121
• 라. 소동물(마우스) 모델을 이용한 약독화 KAERI-IRLT28 균주의 항체 형성률 ... 122
• 마. 소동물(마우스) 모델을 이용한 약독화 KAERI-IRLT28 균주의 T 세포 활성능 측정 ... 123
• 바. 방사선을 이용한 약독화 돌연변이 균주 개발 가능성 재확인 ... 125
• 사. 약독화 살모넬라 균주(KAERI-IRLT28)의 유전체 비교 분석 ... 127
• 6. 방사선 저항성 미생물 수용성 폴리머 다당류의 항산화 효능 평가 ... 129
• 가. Deinococcus 수용성 폴리머(exopolysaccharide) 분리 정제 ... 129
• 나. Deinococcus 수용성 폴리머(exopolysaccharide)의 당분석 ... 130
• 다. Deinococcus 수용성 폴리머(exopolysaccharide)의 항산화 기능 분석 ... 131
• 라. Deinococcus 수용성 폴리머(exopolysaccharide)의 항산화 기능 분석 ... 132
• 마. Deinococcus 수용성 폴리머(exopolysaccharide)의 항산화 기능 분석 ... 132
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 135
• 제1절 연구개발 목표 달성도 ... 137
• 제2절 주요 연구성과 ... 138
• 1. 방사선 저항성 미생물 유전자 dr1558을 이용한 환경 저항성 대장균 균주 개발 ... 138
• 2. 감마선 이용 백신용 약독화 균주 개량 ... 138
• 3. 국내 토착 신규 방사선 저항성 미생물 50종 분리 ... 139
• 4. D. radiodurans pprM 유전자 도입 대장균의 항산화 내성 기작 규명 ... 140
• 5. D. radiodurans 유래 유용 수용성 폴리머 개발 ... 140
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 143
• 제6장 참고문헌 ... 149
• 서지정보양식 ... 155
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 156
• 끝페이지 ... 157