초록 ▼

□ 연구개요
본 과제에서는 식물과 미생물이 상호작용할 수 있는 조건을 설정하여 이들 상호작용없이는 생성되지 않거나 극소량 만들어지는 화합물들의 생합성을 유도하고 이를 통해 화학적 다양성이 높은 신규활성물질을 효율적으로 발굴하고자 하였다. 이를 위해 아래와 같은 연구를 수행하였다.
미생물 처리에 의해 식물에서 일어나는 대사체 변화를 규명한다.
식물-미생물의 대사체들에 대한 dereplication을 수행하고 신규물질들을 확인, 분리, 규명한다.
Molecular networking을 통해 분리, 분석된 화합물들

□ 연구개요
본 과제에서는 식물과 미생물이 상호작용할 수 있는 조건을 설정하여 이들 상호작용없이는 생성되지 않거나 극소량 만들어지는 화합물들의 생합성을 유도하고 이를 통해 화학적 다양성이 높은 신규활성물질을 효율적으로 발굴하고자 하였다. 이를 위해 아래와 같은 연구를 수행하였다.
미생물 처리에 의해 식물에서 일어나는 대사체 변화를 규명한다.
식물-미생물의 대사체들에 대한 dereplication을 수행하고 신규물질들을 확인, 분리, 규명한다.
Molecular networking을 통해 분리, 분석된 화합물들의 구조적 유사성 및 신규성을 평가한다.
세포독성, 항미생물 작용 등을 평가하여 신규활성물질을 발굴한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
벼도열병 균에 감염된 벼에서 정상 벼와 다른 대사체 변화를 확인하였으며 이들 대사체는 벼의 방어 전략과 관련된 생합성 경로로부터 생합성되는 물질임을 확인
해홍나물 내생균, 빌레나무 내생균, 개오동, 골담초, 부추, 사계국화, 갯개미취 등으로부터 다양한 신규물질을 분리하고 NMR, MS 등의 분광학적 분석법을 적용하여 그 구조를 규명함.
녹나무과 식물들의 대사체를 분석하여 isoquinoline alkaloid와 flavonoid 화합물들의 cluster 확인
해홍나물과 그 내생균 대사체에 다수의 polyhydroxybutryate 유도체가 존재하는 것을 확인함
제주도 빌레나무 내생균으로부터 lobophorin 유도체들의 cluster를 확인
빌레나무 유래 lobophorin 계열 화합물들이 식물 병원성 곰팡이에 대해 항진균 작용 가지는 것을 확인함.
개오동 유래 화합물의 항당뇨 활성 평가, 부추 화합물의 근육세포 증식 및 분화 효과 확인, 사계국화 saponin의 면역원성 평가, 갯개미취 saponin의 세포독성 평가 9편의 SCIE 학술지에 주저자로 논문 발표, 5건의 특허 출원, 2명의 박사 및 1명의 석사 배출

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
최근 다수의 연구에서 천연물의 화학적 다양성이 여러 미생물들과 식물의 상호작용을 통해서 확보된 것이거나 더 증가하는 것으로 밝혀지고 있다. 따라서 본 연구에서는 식물-미생물 상호작용을 통해 새로운, 화학적 다양성이 높은 화합물을 더욱 효율적으로 찾을 수 있었다. 본 연구의 결과는 추후 식물 부위별 유전자, 단백질, 대사체 변화 연구의 기초 자료로 활용될 수 있다. 또한 미생물과 상호작용에 의해 생성되는 식물 유래 화합물들의 생합성 경로까지 파악할 수 있다면 이러한 정보는 제약산업 및 농업 분야에서 유용물질의 대량 확보 방안 개발까지 연결될 수 있다.
기존에 식물과 미생물의 metabolic interaction 연구에서는 이를 이용한 신규물질의 규명 및 생리활성 탐색은 많이 실시되지 않았다. 본 과제에서는 이러한 상호작용의 식물 생장 및 방어 작용에서의 역할 보다는 화학적 다양성 확보 및 신규생리활성물질 발굴을 목적으로 접근하였다 본 연구에서는 정상 식물군, 미생물 또는 미생물 배양액 처리 군 등을 같이 비교하여 신규활성물질이 식물 유래인지, 미생물 유래인지도 같이 규명하여 이후 생합성 경로 연구나 대량 확보 방안 연구 등 다양한 분야에 활용할 수 있도록 하고자 하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1. 연구의 목표, 범위 및 내용 ... 4
• 2. 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 11
• 7. 참고문헌 ... 11
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 34