초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 저온의 환경에서의 유전자 발현을 분석하여, 김치의 발효/저장에 미치는 영향을 복합적으로 연구하고 김치의 미생물군집과 대사물질 상관관계를 분석하여 대사물질생성의 핵심인자와 생성기작을 규명하였음

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 저온환경에 의한 미생물 생장 및 유전자 발현 분석
￭ 다양한 온도환경에서의 미생물 성장을 비교하기 위하여 4, 10, 20, 30℃에서 MRS 배지를 이용하여 배양 후 600nm 흡광도에서 측정하였음. 미생물의 성장은 10~20℃의 온도에서 저하되었으며, 특

□ 연구개요
본 연구에서는 저온의 환경에서의 유전자 발현을 분석하여, 김치의 발효/저장에 미치는 영향을 복합적으로 연구하고 김치의 미생물군집과 대사물질 상관관계를 분석하여 대사물질생성의 핵심인자와 생성기작을 규명하였음

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 저온환경에 의한 미생물 생장 및 유전자 발현 분석
￭ 다양한 온도환경에서의 미생물 성장을 비교하기 위하여 4, 10, 20, 30℃에서 MRS 배지를 이용하여 배양 후 600nm 흡광도에서 측정하였음. 미생물의 성장은 10~20℃의 온도에서 저하되었으며, 특히 저온생육에서에서는 차이가 있는 것으로 나타났음
￭ 김치의 종균으로 가정 많이 사용되고 있는 Leuconostoc mesenteroides를 4, 10, 30℃의 환경에서 배양후 전사체 발현을 비교분석 하였으며 edgeR 패키지를 이용하여 차등유전자 발현 (DEG)을 비교분석을 하였음. Heatmap cluster 및 gene enrichment 분석 결과 ABC transporter, histidine metabolism이 가장 많은 영향을 받는 것을 확인하였음
2) 타깃 유전자 기능 규명 및 대사물질 생성 연구
￭ 다양한 김치의 metagenome 분석을 통하여 보고된 미생물 정보를 이용하여 histidine 함성 관련 핵심 유전자인 histidinol dehydrogenase (hisD) 유전자의 분포가 다름을 확인하였음. 또한 저온 환경에서 hisD의 유전자 발현이 증가하는 것을 확인하였으며, 저온의 환경에서 미생물 세포내 histidine의 농도가 증가하고 또한 histidine의 농도가 증가함에 따라서 저온에서의 미생물 성장이 증가하는 것을 규명하였음
3) 저온환경에 따른 대사물질 생성 모델 확립 및 검증
￭ 다양한 저온조건 (4, 10, 15℃)에서 김치의 발효를 분석하였음. 온도가 증가함에 다라서 총균수, 유산균수, 산도 등 이화학적 특성이 증가하는 경향을 확인하였음. 미생물 군집분석에서도 Lactococcus가 감소하고 Lactobacillus 및 Weissella 속 미생물이 증가하는 것을 확인하였음. 총대사체 변화에서는 4℃ 에 비하여 10 ℃와 15 ℃에서 대사체의 변화량이 증가하였음.
￭ 온도가 증가함에 따라 당류의 소모가 증가하였으며 이에 따라 유기산의 농도가 증가하였음. 대사물질 enrichment 분석 결과 TCA cycle 관련 대사물질이 온도의 영향을 가장 많이 받는 것으로 분석되었으며, Spearman 분석결과 온도에 따라 증가하는 Lactobacillus와 Weissella 속 미생물의 증가가 김치의 lactic acid 생성의 주인자임을 규명하였음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
￭ 활용계획 : 온도변화에 따른 핵심 유전자와 김치의 미생물의 군집변화와 연관 대사물질 생성의 상관관계에 대한 과학적 정보를 제시함으로서 김치발효조절과 유통기한 연장 등의 프로토콜 개발에 활용함
￭ 기대효과 : 전통 발효 식품에 대한 과학적 연구를 통한 품질개선과 다양한 발효 대사산물을 이용한 신제품 개발에 기여함

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 저온환경에 의한 미생물 생장 및 유전자 발현 분석 ... 4
• 2) 타깃 유전자 기능 규명 및 대사물질 생성 연구 ... 5
• 3) 저온환경에 따른 대사물질 생성 모델 확립 및 검증 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 30