초록 ▼

연구개요
○ 실험실 진화는 안전한 식품과 천연소재를 이용하고자 하는 소비자들의 요구를 충족시키는 최적의 방안이 될 수 있을 뿐만 아니라 대량생산을 위한 발효환경에서의 부적응과 같은 기존종균의 문제점을 보완할 수 있다는 장점을 가지고 있음.

○ 이러한 실험실 진화 연구는 미생물 유전체 내의 변화를 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 차세대 염기서열 분석기술(NGS, next generation sequencing technology)의 개발을 통해서 한층 가속화되고 있는 실정임.

○ 젓갈이나 염전에서 존재하

연구개요
○ 실험실 진화는 안전한 식품과 천연소재를 이용하고자 하는 소비자들의 요구를 충족시키는 최적의 방안이 될 수 있을 뿐만 아니라 대량생산을 위한 발효환경에서의 부적응과 같은 기존종균의 문제점을 보완할 수 있다는 장점을 가지고 있음.

○ 이러한 실험실 진화 연구는 미생물 유전체 내의 변화를 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 차세대 염기서열 분석기술(NGS, next generation sequencing technology)의 개발을 통해서 한층 가속화되고 있는 실정임.

○ 젓갈이나 염전에서 존재하는 미생물과 같이 높은 염도의 환경에서 생존하는 미생물들은 자신의 몸을 고염stress로부터 보호하기 위해서 osmoprotectant 혹은 compatible solutes라는 물질을 생산하는 특징을 가지고 있음.

연구 목표대비 연구결과
○ 젓갈 발효 미생물자원 확보: 약 30여 종의 미생물을 선별한 후 선별된 미생물을 대상으로 16S rRNA 유전자를 이용하여 EzBioCloud에서 유연관계가 있는 미생물을 검색하였고, 그 결과를 바탕으로 분자계통학적 분석을 수행함

○ 젓갈발효 미생물의 대사체, 유전체 분석: 고세균 Halorubrum kocurii strain S1 유전체 분석진행(유전자 annotation 및 Halorubrum kocurii strain JCM 14978T와의 비교유전체 분석 수행)

○ 균주 진화기법(실험실 진화, 시스템 생물학적 진화기법)을 이용한 미생물 개량: 화된 균주에서 좀 더 compatible solute 의 함량이 증가하는 것을 확인함

○ 젓갈발효 미생물의 활용: 바이오제닉아민의 생성에 있어서 종균(젓갈미생물)을 첨가하지 않은 새우젓에서는 최고 약 1.8mM 정도의 cadaverine이 생성된 반면, 종균을 첨가한 젓갈에서는 cadaverine의 생성이 확인되지 않음.

○ 김치발효과정 중 젓갈 및 젓갈미생물의 미생물천이 및 대사체변화 조절역할 구명: 김치발효과정 중 젓갈의 역할은 맛, 아미노산 공급원, 그리고 기능성 물질생산의 증가와 관련되어 있음을 확인할 수 있었음

연구개발결과의 중요성
○ 우수한 종균의 개발은 경제적인 이유뿐만이 아니라 젓갈이라는 우리나라 전통발효식품의 종주국 및 발효종균 보유국으로써의 지위확보를 위해서 필수적임. 따라서 우수한 종균개발을 위한 기초연구과정에서 실험실 진화기법을 젓갈을 포함한 다양한 발효식품 분야에 적극적으로 활용할 뿐만 아니라 기능성종균 개발을 목적으로 사용할 필요가 있음.

○ 본 연구에서는 젓갈에서 분리한 젓갈발효미생물의 유전체 연구를 통해 젓갈발효미생물의 기능적, 생리적, 유전전적 특성을 이해하고 선별된 우수 젓갈발효미생물을 대사물질의 대량 생산이 유도되는 특정 stress 환경에 적응시키는 방법으로 대사과정을 조절하여 고품질의 우수한 기능성 물질을 생산하기 위한 기능성 미생물 개발 및, 이 기능성 미생물이 생산하는 유용자원을 발굴함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• ① 젓갈 발효 미생물자원 확보 ... 5
• ② 젓갈발효 미생물의 대사체, 유전체 분석 ... 5
• ③ 균주 진화기법(실험실 진화, 시스템 생물학적 진화기법)을 이용한 미생물 개량 ... 6
• ④ 젓갈발효 미생물의 활용 ... 6
• ⑤ 김치발효과정 중 젓갈 및 젓갈미생물의 미생물천이 및 대사체변화 조절역할 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 대표적 연구실적 ... 11
• 끝페이지 ... 14