초록 ▼

□ 연구개요
● 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스 (prebiotics) 소재 발굴 및 생물공학적 대량생산 공정 개발
● 동물 모델을 이용한 신바이오틱 (synbiotic) in vitro 및 in vivo 활성 확인

□ 연구목표대비 연구결과
1차년도 - 100% 달성
콜라닉산을 활용한 퓨코스 기반 모유 유래 프리바이오틱스 생산 및 신규 프리바이오틱스 개발
● 대사공학을 이용한 퓨코스 기반 모유 유래 및 신규 프리바이오틱스 후보 물질 생산
● 콜라닉산 분해 효소를 이용한 신규 프리바이오틱스

□ 연구개요
● 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스 (prebiotics) 소재 발굴 및 생물공학적 대량생산 공정 개발
● 동물 모델을 이용한 신바이오틱 (synbiotic) in vitro 및 in vivo 활성 확인

□ 연구목표대비 연구결과
1차년도 - 100% 달성
콜라닉산을 활용한 퓨코스 기반 모유 유래 프리바이오틱스 생산 및 신규 프리바이오틱스 개발
● 대사공학을 이용한 퓨코스 기반 모유 유래 및 신규 프리바이오틱스 후보 물질 생산
● 콜라닉산 분해 효소를 이용한 신규 프리바이오틱스 후보물질 콜라닉산 올리고당 생산
● 신규 프리바이오틱스 후보 물질의 in vitro 프리바이오틱 활성 및 생리활성 탐색
2차년도 - 100% 달성
퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스 대량생산을 위한 균주 개량 및 공정 확립
● 대사공학을 이용한 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스 생산 균주 개량
● 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스 대량 생산공정 확립
● 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스 분리 및 정제공정 개발
3차년도 - 100% 달성
신규 프리바이오틱스 대량 생산 및 동물 모델을 이용한 퓨코스 기반 프리바이오틱스의 신바이오틱 in vitro 및 in vivo 활성 확인
● 생물반응기(1 L급 발효기)를 이용한 대량생산 및 정제 (2-FG의 Titer 31.8 g/L, Yield 0.73 mol/mol 으로 본 연구진의 기존연구 대비 각각 2.27 배, 1.92 배 향상)
● 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스와 프로바이오틱스와의 신바이오틱 모델 제시
● 동물모델을 이용하여 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스에 의한 in vivo 장내 균총 변화

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
연구개발결과의 중요성
● Microbiome 연구 분야는 인간 몸에 존재하는 미생물과 그 미생물의 유전정보 전체를 의미하며, 장내 미생물의 변화는 면역기능과 행동 조절과 관련 있을 뿐만 아니라, 장내 미생물과 치매와 파킨슨 병과 같은 뇌 질환과의 연결고리도 밝혀지며 마이크로바이옴 분야와 그 중요성이 부각되고 있음.
● 현재 시판되고 있는 프리바이오틱스는 대부분 식이섬유인 실정이었으며, 해외에서는 모유 유래 퓨코스 기반 올리고당인 2'-FL 판매가 시작되었음. 그러므로, 본 연구에서 발굴한 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스는 모유 유래 올리고당과 유사한 올리고당으로서 프리바이오틱스 시장의 새로운 개척 분야가 될 것으로 사료됨.
성과의 활용 계획 및 기대효과
● 퓨코스는 기능성 소재로 활용도가 매우 높으며, 2'-FL과 같은 모유 유래 고부가가치 희귀당 생산 원료로 사용할 수 있지만, 그 가격이 비싸기 때문에 기능성 화장품 및 식의약 소재로서 활용에 한계가 있었음. 하지만, 본 연구를 통해, EPS 콜라닉산이 훌륭한 퓨코스원으로 사용 가능함을 밝히며, 향후 추가적인 다양한 퓨코스 기반 소재 개발에도 적용 가능할 것임을 보여줌.
● 본 연구는 현재까지 가장 잘 알려진 식물유래 프리바이오틱스인 프락탄과 갈락탄을 벗어나 퓨코스 기반의 신규 프리바이오틱스 소재 발굴과 그 생리활성을 밝힘으로써, 본 연구결과는 생물공학 분야의 유수 저널에 게재 가능하며 국내 및 국제 특허 출원하며 지적재산권 확보가 가능함. ● 뿐만 아니라, 본 연구과제를 통하여 개발한 퓨코스 기반 신규 프리바이오틱스 소재의 생산 및 정제 기술을 국내외 기업에 이전함으로써 프리바이오틱스/프로바이오틱스 시장의 소재 다양성에 기여 가능함.
● 본 연구과제 기간 동안 논문(SCI급) 22편, 국내 특허 출원 4건, 국외 특허 출원 1건 성과 달성하였음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구목적 ... 4
• 1.2 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2.1 1차년도 ... 6
• 2.2 2차년도 ... 7
• 2.3 3차년도 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 31
• 끝페이지 ... 46