초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
합성생물학의 가장 가치 있는 응용분야 중 하나는 미생물 기반 유용 화합물 생산이 해당됨. 유용 화합물 생산을 위해서는 생산숙주로 사용하고자 하는 미생물에 복잡한 관련 생합성 대사회로가 도입되어야 하며, 해당 대사회로를 구성하는 다수 유전자의 발현량 최적화 및 세포 성능 개선이 요구됨. 4차 산업혁명 시대에 더욱 높아진 사회적 요구를 반영하기 위해서는, 생산능이 매우 좋은 인공미생물의 효과적이고 효율적인 디자인·설계를 가능케 하는 합성생물학 원천 기술이 반드시 필요함. 본 연구과제를 통해 새로운 개념의

□ 연구의 목적 및 내용
합성생물학의 가장 가치 있는 응용분야 중 하나는 미생물 기반 유용 화합물 생산이 해당됨. 유용 화합물 생산을 위해서는 생산숙주로 사용하고자 하는 미생물에 복잡한 관련 생합성 대사회로가 도입되어야 하며, 해당 대사회로를 구성하는 다수 유전자의 발현량 최적화 및 세포 성능 개선이 요구됨. 4차 산업혁명 시대에 더욱 높아진 사회적 요구를 반영하기 위해서는, 생산능이 매우 좋은 인공미생물의 효과적이고 효율적인 디자인·설계를 가능케 하는 합성생물학 원천 기술이 반드시 필요함. 본 연구과제를 통해 새로운 개념의 분자모듈·시스템 제작기술과 자동화 디자인 기술을 구현함으로써 우리 산업 및 사회가 필요로 하는 진정한 인공미생물 스마트팩토리를 개발하고자 함. 본 과제에서는 기 구축한 인공미생물 스마트팩토리 플랫폼을 건강산업(건강기능식품, 제약 및 화장품산업)에서 요구하는 고부가물질 생산에 적용하고자 함.

□ 연구개발성과
1단계에는, in vivo / in silico 합성생물학 원천기술을 구축하고자 함.
개발한 원천기술은 대사회로 유전자 최적 발현을 위한 3가지 기술
1) 원스텝 무항생제 기반 플라스미드 복제수 동적 조절 기술
2) 신규 sgRNA모듈 기반 다중 유전자 전사 효율 동시 정량 조절 기술
3) 자동 품질관리가 가능한 번역개시 시스템 인공제어 기술 및 최적의 대사 네트워크 설계를 위한 2가지 기술
4) 대사모델의 품질검증 자동화 기술
5) 인공미생물 스마트팩토리 디자인 기술 로 총 5가지 임.
이와 동시에 주요 고부가물질 생산을 위한 다양한 대사회로 기반의 기본균주를 제작하고 공정 설계를 위한 기본 성능 검증을 통해 유용 인공미생물 제작 가능성을 확인하였음.
2, 3단계 도입 시 이들 원천기술을 바탕으로 유용 인공미생물 스마트팩토리 플랫폼을 구축하고 공정 기초 설계, 공정 조건 최적화, 경제성 평가를 수행한 뒤, 기업과의 협업을 통해 최종적으로 파일럿 플랜트 수준의 고부가물질 생산 고효율 공정을 수립하고자 함.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
본 연구를 통해 개발될 합성생물학 원천기술 및 고부가물질 생산 인공미생물 스마트팩토리 플랫폼을 다양한 고부가물질 생산 공정개발에 활용하고자 하며, 이는 현재 노동집약적이고 시행착오를 바탕으로 진행되는 고생산 균주 개발에 새로운 돌파구가 될 수 있음.
무엇보다 본 합성생물학 원천기술은 기업이 필요로 하지만 구현하지 못하는 원천기술임을 증명하고, 원천기술 자체 또는 이로부터 발생되는 고부가물질의 산업화에 긍정적인 효과를 줄 것임.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 7
• 2-1. 연구수행내용 및 성과 ... 7
• 2-2. 대표적 성과 ... 41
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 42
• 3-1. 목표 ... 42
• 3-2. 목표 달성여부 ... 43
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 46
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 47
• 붙임. 참고문헌 ... 50
• 끝페이지 ... 51