초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 대표적 산업미생물인 대장균을 유전공학적으로 형질전환하여, 배양과정 중의 생장률을 높이며 나아가 재조합단백질 생산 효율을 높이는데 그 목표를 두고 있다. 이를 위하여 분자 샤페론인 Heat shock protein을 발현하는 유전자를 식물(당근, Daucus carota L.)에서 클로닝하여 대장균의 유전체에 상동재조합 (Homologous recombination) 기법을 이용하여 삽입하고 발현 하였다. Heat shock protein은 다양한 환경스트레스 조건 하에서 세포내 단백질의 변성을 막고 손상

□ 연구개요
본 연구는 대표적 산업미생물인 대장균을 유전공학적으로 형질전환하여, 배양과정 중의 생장률을 높이며 나아가 재조합단백질 생산 효율을 높이는데 그 목표를 두고 있다. 이를 위하여 분자 샤페론인 Heat shock protein을 발현하는 유전자를 식물(당근, Daucus carota L.)에서 클로닝하여 대장균의 유전체에 상동재조합 (Homologous recombination) 기법을 이용하여 삽입하고 발현 하였다. Heat shock protein은 다양한 환경스트레스 조건 하에서 세포내 단백질의 변성을 막고 손상된 단백질의 folding을 회복시키는 중요한 역할을 수행하며, 이는 세포의 스트레스 내성 및 단백질의 안정성 향상과 밀접히 연관되어 있다. 본 연구에서는 아직 이용이 활발하지 않은 식물의 Heat shock protein을 대장균에 도입 및 발현하여 스트레스 내성 향상 및 재조합단백질 생산효율을 향상시키는데 그 중요성이 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
당근 열충격 단백질 Hsp17.7 및 Hsp70 유전자를 genomic DNA에 삽입한 형질전환 대장균 및 효모 균주를 개발하고 단백질의 발현을 확인하였다. 다양한 배양조건 하에서 형질전환 균주의 스트레스 저항성을 검증하였으며, 형질전환 균주의 외부 재조합유전자 정상발현 및 수용성 증대효능을 검증하였다. 본 연구는 기능성 재조합 단백질 생산에 널리 이용되는 대표적 산업 미생물인 대장균을 유전공학적 기법을 이용하여 형질전환하여 보다 높은 생장률, 보다 많은 재조합 단백질 생산 및 수용성 향상을 목표로 진행되었으며 세 가지 목표를 모두 성공적으로 달성하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구진이 개발한 당근 Hsp 발현 형질전환 대장균 셀라인은 고온, 저온, acetate, 산성/알칼리성 하에서 대조군에 비하여 높은 생장률을 보였으며, 재조합 알코올분해효소(Alcohol dehydrogenase)의 발현을 약 10배 향상시켰다. ADH는 알코올 분해효소로써 인체에 중요하며 다양한 산업분야에 이용되고 있어 본 연구를 통하여 개발된 형질전환 셀라인을 관련 기업으로 기술이전 가능할 것이다.
본 연구에서는 식물의 분자샤페론이자 스트레스 내성 단백질인 열충격단백질(Heat shock proteins) 및 그 유전자를 이용하여 미생물의 생장 및 재조합단백질의 향상이라는 두 가지 목표를 모두 달성하였다. 식물의 열충격단백질은 이동성이 결여된 식물의 특성상 다른 생물의 열충격단백질보다 향상된 기능을 지닐 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 식물의 열충격단백질(당근 열충격단백질 Hsp17.7과 Hsp70)을 대장균 및 효모에 도입하여 세포 생존 및 재조합 단백질 생산의 향상을 유도하였다. 이동성이 결여된 식물은 다양한 환경스트레스 하에서 생존하기 위하여 여러 방어기작을 발달하여왔으며 다양한 생명종을 비교할 때 가장 많은 개수를 보인다. 본 연구는 연구 및 이용이 낮았던 식물의 단백질을 이용하여 대장균 등 산업미생물의 이용 효율을 증진하는데 그 중요성이 높다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 본 연구개발의 필요성 ... 4
• 2) 본 연구개발의 가설 ... 4
• 3) 본 연구의 최종 목표 ... 5
• 4) 연구 범위 및 연구 수행 방법 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 38