초록 ▼

□ 연구개요
바이오산업이 더욱 확대되기 위해서는, 미생물 배양 공정에 투입되는 기질과 대량의 수자원 비용 및 수급문제를 해결하여 경제성을 확보할 수 있어야 함. 해양 환경은 1) 차세대 바이오매스로 여겨지는 해조류 및 2) 바닷물이 풍부하지만 기존의 산업균주들이 해양 바이오매스의 일부만 대사할 수 있거나 대사효율이 낮다는 점, 해수의 염분조건에서는 배양이 불가능하다는 점 등의 문제 해결책이 요구됨. 따라서 본 연구과제는 해수 환경에서 난분해성 복합 해양바이오매스가 대사 가능한 신규 해양미생물을 발굴하고, 이의 인공진화 및 융합

□ 연구개요
바이오산업이 더욱 확대되기 위해서는, 미생물 배양 공정에 투입되는 기질과 대량의 수자원 비용 및 수급문제를 해결하여 경제성을 확보할 수 있어야 함. 해양 환경은 1) 차세대 바이오매스로 여겨지는 해조류 및 2) 바닷물이 풍부하지만 기존의 산업균주들이 해양 바이오매스의 일부만 대사할 수 있거나 대사효율이 낮다는 점, 해수의 염분조건에서는 배양이 불가능하다는 점 등의 문제 해결책이 요구됨. 따라서 본 연구과제는 해수 환경에서 난분해성 복합 해양바이오매스가 대사 가능한 신규 해양미생물을 발굴하고, 이의 인공진화 및 융합오믹스 분석 (Genome-seq, RNA-seq)을 바탕으로 유전자발현 부품을 발굴하여 이종유전자를 발현시키는 인공미생물 플랫폼 개발을 최종 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 기존의 산업균주들은 염분에 취약하여 담수 환경 기반의 배양만 가능함. 본 연구를 통해 해양 환경에 적합한 미생물 풀랫폼을 개발하고자 하였으며, 해양 컨소시엄으로부터 난분해성 당류 기반 배양액에서의 enrichment를 통해 성장속도가 빠른 신규 해양 미생물을 발굴하였음. 발굴 균주가 염분이 많은 해수에 대한 내성 및 다양한 기질에 대한 고효율 대사경로를 보유한 것을 확인하였으며, 차세대 시퀀싱 기술기반 유전체 분석을 통해 해당 신규 미생물의 난분해성 당류 대사 경로를 포함하는 유전정보 및 유전자 발현 부품 들을 발굴하였음.
2) 신규 해양 미생물의 플랫폼 화를 위해 기존의 대사공학에서 사용되는 형질전환 기술을 최적화 하였으며, 향후 합성생물학적 도구 개발에 쓰일 수 있는 여러 부품(플라스미드, 항생제 내성 유전자, 리포터 유전자, 프로모터, UTR)들을 확보하였음.또한, 화합물 생산에의 활용에 대한 모델로, 라이코펜 생합성 경로를 도입하여 목적화합물 생산이 가능하다는 것을 확인하였음. 해당 생합성 경로를 신규 균주에 최적화된 부품들로 치환하고, 세포내 탄소 흐름 최적화 등의 최신 대사공학 기법을 적용한다면 난분해성 해양바이오매스로부터 고부가가치 화합물 생산이 가능한 신규 해양미생물 플랫폼이 될 것임.

□ 연구개발결과의 중요성
신규 해양 미생물 동정을 통한 생물자원의 확대를 이룰 수 있으며, 이들의 유전체 스케일의 전사 기작을 최초로 규명하는 학문적 성과를 거둘 수 있음. 담수 환경 및 복합 해조류 기질 기반의 인공 진화를 통해 발굴된 신규 기작들의 생물학적 정보를 확보 할 수 있으며, 특히 해양 미생물의 내염 기작 및 난분해성 해양바이오매스 대사 기작을 규명하는 학문적 성과를 거둘 수 있음. 해수 및 비정제 해양 바이오매스 활용을 통한 저비용 고효율 신규 미생물 전환 기술은 관련된 산업의 다양한 방면에 활용될 수 있는 원천기술임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 1 난분해성 해양바이오매스 활용 신규 미생물 분리 ... 5
• 2 신규 미생물의 합성생물학적 활용 가능성 검증 ... 6
• 3 대사 공학을 통한 화합물 생산 미생물 플랫폼 검증 ... 6
• 4 신규 미생물에 대한 차세대 시퀀싱 기반 오믹스 분석 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 1 학문적 파급효과 ... 7
• 2 기술 및 산업적 파급효과 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 8