초록 ▼

연구개요
대표적인 해양 세균 그룹인 Pelagibacterales와 Flavobacteriales의 유전체 연구는 해양 세균의 다양한 대사 능력, 생태 기능, 진화 등에 대한 이해를 증진시킬 수 있다.
하지만, 기존에 연구된 이 2개 세균 그룹의 유전체들은 계통분류학적, 생물지리학적, 생태학적 포괄성에서 한계를 가지고 있었기 때문에, 보다 다양한 균주들을 이용한 유전체 연구가 요구된다. 본 과제에서는, 여러 해역에서 분리된 계통학적으로 다양한 Pelagibacterales와 Flavobacteriales 균주들의 유전체를

연구개요
대표적인 해양 세균 그룹인 Pelagibacterales와 Flavobacteriales의 유전체 연구는 해양 세균의 다양한 대사 능력, 생태 기능, 진화 등에 대한 이해를 증진시킬 수 있다.
하지만, 기존에 연구된 이 2개 세균 그룹의 유전체들은 계통분류학적, 생물지리학적, 생태학적 포괄성에서 한계를 가지고 있었기 때문에, 보다 다양한 균주들을 이용한 유전체 연구가 요구된다. 본 과제에서는, 여러 해역에서 분리된 계통학적으로 다양한 Pelagibacterales와 Flavobacteriales 균주들의 유전체를 다수 확보하여 이들 분류군의 유전체 데이터베이스의 포괄성을 향상시키고, 확보된 유전체들의 분석을 통해 해당 분류군의 생태 기능 및 환경 적응에 대한 이해를 높이고자 하였다.

연구 목표대비 연구결과
1. 해양 Pelagibacterales (SAR11 clade)의 유전체 시퀀싱 및 분석
• 여러 해역에서 분리된(동해, 8 균주; 북극해, 2; 남빙양, 3; 새만금, 5; 서해, 2), 다양한 그룹(subclade I, 13 균주; III, 5; V, 2)의 SAR11 균주 20개의 전장유전체 확보
• Genome size (1.24-1.43 Mbp)와 G+C content (29.1-32.3%) 등의 면에서 streamlined genome 특징 확인: subclade들 사이의 차이도 발견
• 유전체 정렬 분석: 남빙양 균주들과 한반도 연안 균주들 사이의 큰 규모의 inversion 존재 확인 및 subclade I 유전체의 hypervariable region 존재 확인
• Core- & pan-genome 분석: 수렴하는 core-genome과 달리 pan-genome 유전자 개수는 수렴 양상이 관찰되지 않아 SAR11의 open pan-genome 가능성 시사
• Subclade II 균주 T44의 유전체에서 PHB 생합성 경로 확인 및 세포에서 PHB granule 관찰: SAR11의 탄소원 저장 능력 발견

2. 해양 Flavobacteriales의 유전체 시퀀싱 및 분석
• 해양 우점 NS5 그룹 균주 4개를 포함해서 6개 균주의 유전체 확보 (NS5 그룹 대표 균주 1개는 전장유전체 확보)
• 유전체 기반 계통 분석을 통해 해양 NS5 그룹이 Flavobacteriales 안에서 독립적인 계통학적 위치에 있으며, 본 연구에서 확보된 4개 균주가 NS5 그룹 안에서 다양안 계통학적 위치에 있음을 확인
• 유전체에 대한 포괄적 annotation을 통해 NS5 그룹 균주들의 다당류 이용 가능성을 확인했으며, 메타지놈과의 비교를 통해 NS5 그룹이 연안 해역에서 식물성 플랑크톤이 번성하는 시기에 증가함을 확인

연구개발결과의 중요성
• 본 과제에서 새롭게 확보된 Pelagibacterales 균주 20개의 유전체는 Pelagibacterales 유전체 데이터베이스의 규모를 약 2배 정도 증가시켰으며, 여러 해역에서 분리된 다양한 subclade 균주들의 유전체를 확보하여 Pelagibacterales 유전체 데이터베이스의 계통학적/생물지리학적 포괄성 또한 증가시켰음
• 본 과제에서 확보된 해양 Flavobacteriales, 특히 marine NS5 그룹의 유전체는 해양에 널리 분포하면서도 기존에 배양된 적이 없는 NS5 그룹 균주에서 얻어진 최초의 유전체이며, 향후 다양한 메타오믹스 연구에 주요한 참조유전체로 사용될 것임

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 2.1. 해양 Pelagibacterales (SAR11 clade)의 유전체 시퀀싱 및 분석 ... 3
• 2.2. 해양 Flavobacteriales의 유전체 시퀀싱 및 분석 ... 5
• 2.3. Granulosicoccus antarcticus IMCC3135T 균주의 유전체 분석 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10