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바이오 산업 분야의 대장균 최신 유전체...건국대 연구팀이 규명

입력 2017-04-20 14:59 | 신문게재 2017-04-21 21면

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사진
윤성호 건국대학교 교수

건국대학교 KU융합과학기술원 윤성호(사진) 교수가 이끄는 시스템생명공학과 연구팀이 바이오 산업 분야의 산업 대장균 ‘BL21(DE3)’의 최신 유전체 정보를 규명했다고 20일 밝혔다.

 

산업 대장균은 바이오화학 제품과 바이오 연료를 생산하는 데 활용되는 주요 균주로 효소, 항체 등의 재조합 단백질과 함께 바이오화학 제품과 바이오연료를 생산하는 ‘미니 생체공장’이라고 불리고 있다. 이로써 대장균을 포함한 산업 미생물이 석유화학을 대체하는 친 환경 바이오 제품의 생산에 크게 기여할 것으로 기대된다.

이제까지 산업 대장균의 유전자 기능 및 발현에 관한 정보가 부족해 유전체 조작을 통한 생산공정 개발에 난항을 겪어 왔다. 이에 산업 대장균 내 모든 유전자의 종류와 기능을 밝히고, 그 중 실제 발현되는 유전자들의 시작과 종결 위치를 찾는 작업이 필요했다.

건국대 연구팀은 산업 대장균 BL21(DE3)의 유전체와 전사체 등 유전정보를 통합 분석해 기존 유전자 정보를 업데이트하고 신규 유전자 37개와 비번역(non-coding) RNA (단백질로 번역되지 않고 유전자들의 발현을 조절하는 RNA) 66개를 발견하게 됐다.



이를 바탕으로 유전체 내 RNA로 발현되는 전사체 지도(유전자 발현 지도)인 전사체 맵(transcriptome map)을 완성하게 됐다. 이로써 연구팀의 산업 대장균의 생체 정보 확보로 유전체 조작을 통한 바이오 제품의 생산 균주 개발로 한 단계 진일보하게 됐다.

유전체와 전사체의 통합분석이란 유전체 염기서열 분석을 통해 유전자 종류 및 위치를 예측하고, 여러 실험조건에서 실제 RNA로 만들어지는 유전자 정보를 더해 유전체 주석화를 보다 정확히 하는 방법이다. 이번 연구를 통해 사용한 다중 오믹스 통합분석 기술은 다른 미생물의 유전체 분석에도 적용 가능하다.

건국대 윤성호 교수는 “이 연구성과는 바이오산업에 유용한 산업 대장균의 생체 정보를 확보한 것이다. 앞으로 유전체 조작을 통한 다양한 바이오제품의 생산균주 개발에 필수적인 정보와 기술에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

한편 이번 연구 성과는 미래창조과학부·한국연구재단의 기후변화대응기술개발사업과 농림축산식품부·농림수산식품기술기획평가원의 포스트게놈다부처유전체사업의 지원을 받아 수행됐다. 이 같은 연구 결과는 지난달 31일 생명과학 분야 국제학술지 ‘뉴클레익 액시드 리서치’(Nucleic Acids Research)에 게재 됐다.

이승원 기자 lbhlsw@viva100.com

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