| 초록 |
□ 연구개요 이소프레노이드(isoprenoid)는 다양한 기능성을 보유한 고부가가치 바이오소재로 기능성 식품 및 헬스캐어 산업소재로 사용되고 있음. 본 연구과제의 최종목표는 효모 균주 맞춤형 CRISPR/Cas9 시스템 및 대사체 분석기술, 발효공정 최적화기술 등을 이용하여 이소프레노이드계 바이오식품소재를 생산하기 위한 미래형 고성능 효모시스템을 개발하는 것임 □ 연구 목표대비 연구결과 - 1차 년도 (연구목표: CRISPR/Cas9 시스템 개량 및 이소프레노이드 전구체(메발론산, mevalonate) 생산 효모시스템 구축) 1)효모의 CRISPR/Cas9 유전자 조작 시스템 확보 및 개량, 2) 메발론산 대사경로의 율속단계 유전자 및 효소 확보, 3) CRISPR/Cas9 시스템을 이용한 메발론산 경로 강화 시스템 개발, 4) 메발론산 생산 균주의 생리적 특성 분석 - 2차 년도 (연구목표: 시스템 생물공학기술을 이용한 메발론산 및 이소프레노이드 생산강화 효모시스템 최적화) 1) 고속분석기술을 이용한 메발론산 대사강화 균주의 시스템 생믈공학적 분석, 2) 재조합 효모 유전자 발현시스템 최적화 (promoter·terminator 유전자의 최적화, 부산물 생산 유전자의 knock-out, 대사 경로 내의 redox 안정화 등), 3) CRISPR/Cas9 기법 등을 이용한 메발론산 및 이소프레노이드계 바이오식품소재 균주 최적화, 4) 최적화 균주의 발효 특성 규명 - 3차 년도 (연구목표: 미생물 시스템 및 발효공정 최적화기술 기반 이소프레노이드계 고부가가치 바이오식품소재의 생산기술 개발) 1) 미생물 시스템 및 발효공정 최적화 기술 기반 효모시스템 개량 및 이소프레노이드계 바이오식품소재 생산기술 구축, 2) 자일로스 대사유전자 도입 및 이를 이용한 고부가 가치 바이오식품소재 생산균주의 개발, 3) 바이오식품소재 생산형 고성능 효모를 이용한 발효조건 확립, 4)다양한 발효기법을 이용한 발효생산기술 최적화 □ 연구개발결과의 중요성 새로운 미래형 바이오공정에 적용할 수 있는 고성능 미생물과 관련된 원천기술을 확보함으로써 upstream에서 downstream까지 일련의 바이오·발효공정기술에 강점을 보유할 것임. 바이오식품소재 생산을 위한 다양한 첨단기술의 확보로 향후 식품 및 헬스캐어 산업의 성장동력으로 이용될 것임. CRISPR/Cas9 기술의 식품형 미생물 적용 연구가 미비하기 때문에 본 연구의 연구결과는 중요한 의미를 지닌다 할 수 있음. 유전공학·단백질공학·대사공학·발효공학·시스템생물공학 기술의 융합으로 부가가치 창출을 위한 다학제간 체계를 설계할 수 있을 것으로 예상함 (출처 : 요약문 3p) |
