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산업 대장균 최신 '유전체 정보' 확보…한국연구재단

건국대 윤성호 교수팀, 바이오제품 생산균주 개발 기여

(대전·충남=뉴스1) 구본혁 기자 | 2017-04-18 12:00 송고

유전체 주석화 과정을 통해 예측한 유전자와 실제 유전자의 발현 데이터를 가시화하는 과정을 나타낸 그림. (1) 유전체는 두 가닥의 DNA 사슬로 이루어져 있으며 정방향(위 패널) 및 역방향 (아래 패널) 가닥의 유전자는 각각 노란색과 오렌지색으로 표시함. (2) 검정색 막대는 실제 RNA로 발현된 유전체 위치를 나타냄. (3) 점으로 이루어진 그래프는 여러 배양조건에서의 유전자 발현 강도를 나타냄. (4) 맨 위/아래의 색깔띠는 배양조건에 따른 유전자의 상대적인 발현 강도를 나타냄. (5) 유전체 및 전사체 통합분석을 통해 유전자 발현 위치를 결정하고, 신규 유전자 및 비번역 RNA를 찾아냄.© News1

한국연구재단은 18일 건국대 시스템생명공학과 윤성호 교수 연구팀이 유전체와 전사체의 통합분석을 통해 바이오산업에 활용되는 산업 대장균(BL21)의 최신 유전체 정보를 확보했다고 밝혔다.

유전체는 한 생물체의 유전정보 전체를, 전사체는 한 세포 안에서 발현되는 RNA 전체를 뜻하며, 유전체와 전사체의 통합분석은 서열해석, 유전자분석 및 네트워크 구조 등의 연구에 활용된다.

산업 대장균은 효소, 항체 등의 재조합 단백질과 함께 바이오화학제품과 바이오연료를 생산하는 미니 생체공장이라 불리고 있다. 대장균을 포함한 산업 미생물은 석유화학을 대체하는 친환경 바이오 제품의 생산에 기여할 수 있다는 것이 장점이다.

하지만 산업 대장균의 유전자 기능 및 발현에 대한 정보가 부족해 유전체 조작을 통한 생산공정 개발에 큰 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 산업 대장균 BL21의 유전체와 전사체를 통합분석, 기존 유전자 정보를 업데이트하고 신규 유전자 37개와 비번역(non-coding) RNA 66개를 발견함으로써 이른바 전사체지도를 완성했다.

유전체와 전사체의 통합분석이란 유전체 염기서열 분석을 통해 유전자 종류 및 위치를 예측하고, 여러 실험조건에서 실제 RNA로 만들어지는 유전자 정보를 더해 유전자 기능과 위치를 결정하는 유전체 주석화를 보다 정확하게 만드는 방법이다.

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

이번 연구성과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘뉴클레익 액시드 리서치’ 3월 31일자에 게재됐다.


nbgkbh@