심비오박테리움 퇴비게놈 해독
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과학기술부(장관 김영환)가 1999년부터 국가지정연구실사업(1999년 9월-2001년 6월)으로 지원한 한국생명공학연구원 생물촉매기술실험실(팀장 성문희 박사)은 세계 최초로 65℃ 이상의 높은 온도에서 생육하는 희귀 공생박테리아인 심비오박테리움 퇴비(Symbiobacterium toebii)의 약 350만 염기서열해석을 완료했다. 고온 환경에 적응하여 생육하는 고온성 희귀 공생미생물 심비오박테리움 퇴비의 게놈해석을 통해 약 3000개의 유전자의 존재가 확인되었으며, 총 유전자의 과반수 50%가 기존에 알려진 유전자와 상동성이 전혀 없는 신규 유전자로 판명됐다. 심비오박테리움 퇴비의 게놈 해석으로 기능이 규명된 유전자들은 열에 안정한 내열성 효소의 유전자자원으로 단백질분해효소, 지질분해효소, DNA 중합효소 등 내열성 효소의 산업화에 광범위하게 활용되고, 기능이 알려지지 않은 신규 유전자들은 기능해석을 통하여 새로운 신규 내열성 효소 유전자자원으로 활용이 기대된다. 미생물 게놈프로젝트는 인간 게놈프로젝트 보다 적은 비용으로 그 효과 및 성과가 바로 나타나는 산업적 활용이 높은 연구분야로 미국과 일본 등에서는 국가전략으로 수행되고 있는 데, 전세계적으로 수행된 바 없는 희귀 공생미생물의 게놈 해석을 통해 미생물게놈 연구분야의 국제적 경쟁에서 우리나라가 보다 우월한 위치를 선점했다는 의의가 부여되고 있다. 연구는 한국생명공학연구원 미생물게놈연구실의 생물촉매기술실험실(국가지정연구실 성문희 박사팀)을 중심으로 바이오벤처기업인 바이오리더스와 일본 타카라슈조(Takara Shuzo)의 자회사 드라곤게노믹스(Dragon Genomics)가 공동으로 수행했다. 고온환경 공생미생물 심비오박테리움 퇴비는 혼자서는 생육할 수 없는 미생물로 반드시 생육증식인자를 제공하는 미생물이 있어야 생육하는 독특한 공생미생물균주로 그 동안 미생물의 순수 분리 및 배양의 어려움으로 연구가 활발히 진행되지 못했으나, 생육증식인자를 제공하는 미생물인 지오바실러스퇴비를 분리해 심비오박테리움 퇴비의 단독 순수배양법을 개발함으로써 심비오박테리움 퇴비의 미생물학적 특성 및 분포 등의 연구를 수행했다. 심비오박테리움 퇴비는 생육 가능온도가 45℃-70℃, 생육 적정온도가 65℃인 고온성미생물이며, 일반 호기성미생물과 다른 미호기적(공기중의 산소분압보다 상당히 낮은 산소분압 0.2기압) 조건에서 잘 생육하는 미호기성 미생물이며, 크기는 일반 미생물보다 약간 작은 길이 1-5 미크론, 폭 0.2-0.3 미크론의 미생물이다. 기존의 미생물과 가장 다른 특징은 기존의 알려진 미생물과 상동성을 조사한 결과, 16S rDNA 상동성이 고온성 미생물균주인 Geobacillus stearothermophilus와 88.5%로 기존의 미생물과 전혀 다른 새로운 종의 미생물임이 확인됐다. 그래프,도표:<희귀공생미생물(Symbiobacterium toebii, Sym. toebii표기, 가늘고 작은 미생물로 그램음성균임)과 생육증식인자를 제공하는 지오바실러스 퇴비(Geobacillus toebii, Geo. tobii표기, 굵고 큰 미생물로 그램양성균임)균주의 현미경사진><희귀공생미생물(Symbiobacterium toebii, Sym. toebii표)과 생육증식인자를 제공하는 지오바실러스 퇴비(Geobacillus toebii, Geo. tobii표기)균주의 투과전자현미경(TEM) 사진> <Chemical Daily News 2001/10/11> |
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