| 초록 |
연구의 목적 및 내용 ◦ 본과제의 최종 목표는 “Methanotrophs들이 서식하는 국내의 특수환경으로부터 다양한 생리적 특성을 가진 Methanotrophs 자원을 확보하는 것”이다. ◦ 국내외의 각종 생물자원 발굴기관(한국생물자원관)과의 공조하에 국내의 Methanotroph 특수환경 서식지 후보지 정보 확보하고 이를 이용하여, 다양한 특수환경으로 부터 배양용 시료 확보 ◦ 서식지의 물리화학적 정보를 농화배양 배지 조성 디자인 및 배양조건 설정에 이용한다. ◦ 복합농화배양체에서 비배양 분자생태학적인 방법으로 Methanotroph 다양성, 신규성을 확인한다. 배양체로부터 total DNA를 추출하여 universal 16S rRNA gene 혹은 pmoA유전자를 이용하여 PCR 증폭을 실시한다. PCR product를 NGS (Next generation sequencing)기술을 이용 ◦ 난배양성 복합농화배양체의 특성분석을 위한 metagenomic analysis 실시하여 특성 분석을 실시하고, 순수배양된 methanotroph의 경우, 지놈 분석과 동시에 생리생화학적 진화학적 특성 분석을 실시한다. 연구개발성과 ◦ 국내 다양한 특수환경으로부터 시료를 채취하여 물리/화학적 특성 확보 및 분자생태연구를 위한 Metagenomic DNA 확보: 특수환경 methanotroph에 적합한 정량 PCR primer set 선정 및 methanotroph 분포 정보 확보. pmoA 유전자의 염기서열을 분석을 통한 methanotroph의 분류학적 위치 추정 ◦ 다양한 일반조건 및 호산성 조건에서 methanotrph자원 배양 - Floating filter 법을 이용하여 농화배양체로부터 methanotroph 자원 확보 조건 확보 - 일반조건 및 산성 조건에서 methanotroph 자원 농화배양 성공 - pH3 & 4에서 자라는 호산성 methanotroph 순수배양체 자원 4 주 확보 - 배양이 되지 않는 호산성 methanotroph 자원 특성분석을 위하여 metagenome sequencing, assembly and binning을 통하여, 호산성으로 추정되는 genomic bin(Methylobacter, Methylocystis) 확보 및 호산성 적응 특성 규명 ◦ 해양 및 염전 조건에서 호염성 methanotrph자원 배양 - 해양퇴적층으로부터 메탄산화 활성을 보이는 methanotroph자원 농화배양체 확보 및 메타지놈 분석 - 해양퇴적층 메탄산화 농화배양체로부터 순수배양체 (Methylomicrobium) 확보 ◦ CSTR방법을 이용하여 고속 성장 methanotroph배양 - 다양한 퇴적층 시료를 이용하여, 연속배양기에서 flow rate를 높이면서 고속성장 methanotroph 농화배양 - 유속이 가장 높은 조건에서 분리한 고속 성장 Methylomonas 균주 확보 연구개발성과의 활용계획(기대효과) ◦ 기술적 측면 - 새로 개발된 Methanotroph 배양기술은 앞으로 다양한 특수환경으로부터 각종 난배양성 유용 미생물의 신규 확보를 위한 기반 기술로 활용하고자 함. - C1 refinery processes 의 핵심소재로써 Process의 효율 향상에 매우 중요한 기여를 함 ◦ 경제적․산업적 측면 - 다양한 C1 refinery 공정 개발에 따른 다양한 Methanotrophs 수요가 요구되며, 새로운 순수 분리 기술은 높은 산업적 가치를 가짐 - 신규 Methanotroph 의 확보 기술개발에 필요한 연구비를 고려하면, 확보된 자원의 다양한 C1 refinery processes에의 활용성은 매우 높음 - 미래의 대체 에너지자원 시장 성장과 더불어 Methanotroph 배양체 수요의 지속적 성장 가능하며, 이에 필수적인 기술로 에너지 산업발전에 기여함 (출처 : 요약문 4p) |
