초록 ▼

□ 연구개요
남극 생태계는 극한의 생태학적 조건과 분리된 지형으로 인간활동에 의한 오염이 적은 pristine 한 지역으로서, 미생물-모스트가 자연에 적응하는 과정을 연구하기에 적합한 모델임. 또한 미생물 DNA의 메틸화는 미생물 후성유전체학의 큰 부분으로, 개체의 phenotype에 영향을 미치게 됨. 본 연구는 오염되지 않은 남극 생태계내에서 인간활동으로 인한 항생제 내성 유전자의 분포 및 축적을 모니터링 함으로써 환경유해인자가 남극 해양 환경과 먹이사슬에 미치는 영향을 파악하고자 함. 이를 통해 환경 변화가 남극 생태계와

□ 연구개요
남극 생태계는 극한의 생태학적 조건과 분리된 지형으로 인간활동에 의한 오염이 적은 pristine 한 지역으로서, 미생물-모스트가 자연에 적응하는 과정을 연구하기에 적합한 모델임. 또한 미생물 DNA의 메틸화는 미생물 후성유전체학의 큰 부분으로, 개체의 phenotype에 영향을 미치게 됨. 본 연구는 오염되지 않은 남극 생태계내에서 인간활동으로 인한 항생제 내성 유전자의 분포 및 축적을 모니터링 함으로써 환경유해인자가 남극 해양 환경과 먹이사슬에 미치는 영향을 파악하고자 함. 이를 통해 환경 변화가 남극 생태계와 마이크로바이옴에 미치는 영향을 남극 해양 생태계 먹이 사슬에 대한 메타유전체 분석을 통하여 이해함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구진은 남극 세종기지로부터 시료를 채취하여 시퀀싱 및 메타유전체 분석 파이프라인을 확립하기위해 오수처리기, 바다, 해조류, 펭귄의 장, 남극 대구, 요각류, 엽새우, 바다표범의 분변, 남극 현대호 및 연구동의 싱크동 으로부터 시료를 채취하여 각각의 방법으로 genomic DNA를 추출하는 방법을 확립하여 시퀀싱을 진행하였음. 이를 이용하여 환경 유해인자를 확인하기 위한 메타유전체 분석 기법을 확립함. 확립한 분석법을 이용하여 남극 생태계 먹이사슬에서 인간활동으로 인해 항생제 내성 유전자의 분포를 파악하기 위해 Resistome 과 Mobilome 분석을 진행하여 해양 마이크로바이옴의 genetic material 분포를 확인하였음. 특히 남극 환경에서는 Beta-lactam 항생제에 내성을 가지는 항생제 내성 유전자가 많이 발견되었음. 먹이 사슬의 최상위층인 바다 표범에는 항생제 내성 유전자가 거의 축적 되지 않은 것으로 사료됨. 인간활동이 많은 오수처리기로부터 전파될 가능성이 있는 Beta-lactam 내성 유전자중 ESBL 유전자인 CTX-M 유전자가 남극 환경으로 전파될 수 있음을 시사함. 또한 남극 생태계 마이크로바이옴의 DNA pattern을 확인하기 위한 DNA methylation 측정 파이프라인을 확립하였으며 이를 통하여 meta-epigenetics의 의미를 확장할 수 있음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 pristine한 지역인 남극 생태계에서도 환경오염이 미생물 군집 및 먹이 사슬에 미치는 영향을 보여주었기 때문에, 환경 보전 및 정책 결정 분야에서 매우 중요한 역할을 할 것으로 예상됨. 이를 통해 남극 생태계에서의 적절한 환경 보호 및 경영 정책 결정에 대한 자료로 활용될 수 있음. 또한 해양 마이크로바이옴의 DNA 메틸롬 정보를 제공하므로 prokaryotic 후성유전학과 미생물학 연구에 중요한 도구가 됨. 뿐만 아니라 확립한 DNA 메틸롬 파이프라인을 이용하여 마이크로바이옴의 DNA methylation이 호스트-마이크로바이옴의 생존에 미치는 생물·생태학적 의미를 부여할 수 있음. 박테리아의 DNA methylation이 유전자의 전파 (dissemination)와의 상관관계를 밝힌다면 항생제내성 유전자 및 독성유전자의 전파와 관련된 새로운 패러다임을 제시할 수 있음.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1. 연구 개요 및 연구개발의 목적 ... 4
• 1-2. 연구 개발의 필요성 ... 4
• 1-3. 연구 가설 ... 5
• 1-4. 연구 개발 범위 ... 5
• 1-5. 연구 최종목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 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) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 28