초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
높은 효능을 가진 자생식물, 고삼과 헐떡이풀, 로부터 식물세포/조직배양기술을 이용한 유용물질 생합성 원천기술 연구를 수행함. 이를 위한 세부적인 연구내용으로는, 원료 식물체의 자원확보, 재배 및 기내 식물체 배양, 식물자원으로부터 부정근, 캘러스 유기 및 배양 최적화 조건 확립, 유효성분 발현 및 생산증대 기반 구축을 위한 고삼의 전사체 정보 분석 및 유용유전자 발굴, 유도제 처리에 따른 소재 및 유효성분 함량 증진 및 생산 극대화, 소형 바이오리액터를 통한 유효성분 대량 확보 및 효능, 안전성 연구<

□ 연구의 목적 및 내용
높은 효능을 가진 자생식물, 고삼과 헐떡이풀, 로부터 식물세포/조직배양기술을 이용한 유용물질 생합성 원천기술 연구를 수행함. 이를 위한 세부적인 연구내용으로는, 원료 식물체의 자원확보, 재배 및 기내 식물체 배양, 식물자원으로부터 부정근, 캘러스 유기 및 배양 최적화 조건 확립, 유효성분 발현 및 생산증대 기반 구축을 위한 고삼의 전사체 정보 분석 및 유용유전자 발굴, 유도제 처리에 따른 소재 및 유효성분 함량 증진 및 생산 극대화, 소형 바이오리액터를 통한 유효성분 대량 확보 및 효능, 안전성 연구

□ 연구개발성과
○ 유용자원 고삼 식물체의 기내증식, 성공적인 캘러스 유도 및 증식과정을 거쳐 총 6개월여에 이르는 동질화 과정을 거쳐 최대 15배의 함량증대를 보이는 캘러스 세포주를 확보하였음. 유효성분의 함량을 약 4~6배 정도 증가시키는 활성유도제 methyl Jasmonate를 선발하였으며 가장 최적의 처리 조건 (50uM, 10~17일 배양)도 확립하였음
○ 헐떡이풀 역시 기내증식시스템과 캘러스, 부정근의 유도와 증식 배양조건을 확립하였음. 티아렐릭산이 약 4배 가량 증가된 캘러스 세포주를 선발함
○ 고삼 배양세포에서의 세포독성평가와 항염활성 분석 결과, 유도제 MJ처리 시 세포독성은 대조구 대비 낮아지며 항염활성은 무처리구 캘러스 대비 증가함을 확인
○ 바이오리액터 (5L, 20L) 및 파일럿스케일 규모의 대량배양 진행하여 4.8g/L 수준의 고삼배양세포를 회수하였으며 이 때 무처리구 대비 유효성분 6배 증가함을 확인함
○ 고삼 조직 (뿌리, 줄기, 잎, 꽃) 및 헐떡이풀 (뿌리, 줄기, 잎)의 전사체 분석함. 나아가, 고삼 잎, 줄기에서 유도된 마키아인 함량이 높은 캘러스 및 유도제 (MJ) 처리한 캘러스의 전사체 분석을 수행함
○ 고삼 조직 특이적 발현 유전자 (잎-39개, 줄기 5개, 뿌리-44개 및 꽃-153개) 발굴 및 validation하였고, 마키아인 함량이 높은 잎 또는 줄기 유래의 캘러스에서 2,944개 또는 3,151개를 각각 선발함
○ 고삼 캘러스에 MJ처리하여 분석한 전사체 정보로부터 대사체 생합성 관련 유전자를 Phenylpropanoid-9개, Isoflavonoid-3개, Flavonoid-3개 및 Flavone and flavonol biosynthesis-1개를 선발함
○ 대사체 생합성 관련 전사체 (Phenylpropanoid- 5개, phenolic acid-transcript 5개, flavonoid- 20개, isoflavonoid-12개)의 발현양을 RT-PCR로 분석하여, 각 조직 및 발달단계에 따른 flavonoid 성분의 함량과 관련된 유전자 SfCNL, SfC3H, SfCOMT, SfCHS, SfCHR , SfCHI, SfDFR, SfANR를 발굴함
○ 고삼 표준전사체 정보가 탑재된 데이터베이스 URL : http://210.115.36.145:8099/sophora/

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
○ 원료 식물체의 기내 배양 및 유효성분 함량 증진 기술 개발을 통한 천연물 신약 소재의 원료 자원 확보에 범용 적용
○ 우수 천연신약 자원의 대량 생산기술을 확보함으로써 ABS에 능동적인 대응방안 마련 및 국내 원료 자원 보호를 위한 중요한 기반을 구축함

(출처 : 요약문 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 7
• 2-1. 연구수행내용 및 성과 ... 7
• 2-2. 대표적 성과 ... 103
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 104
• 3-1. 목표 ... 104
• 3-2. 목표 달성여부 ... 104
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 106
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 106
• 붙임. 참고문헌 ... 107
• 끝페이지 ... 107