| 초록 |
▣ 연구개요 □ 생명체 구조의 재설계 및 유전자·유전체 재조합 기술 등을 이용하여 고효율·고기능의 효율성 및 범용성이 극대화된 Smart chassis 인공 효모 세포를 제작·활용하여, 의약, 화장품, 코스메슈티컬 등 고부가가치 바이오산업의 플랫폼 기술 개발 □ 효모의 내재된 생리 시스템을 합성생물학과 대사공학을 기반으로 제어하여 세포의 구조를 인공적으로 재설계하고 세포의 기능과 성능을 극대화한 Chassis의 design과 개발 ▣ 연구 목표대비 연구결과 □ 세포 소기관 재설계·제어 플랫폼 효모 세포 개발 (달성도 100%) · 지질 생산과 저장에 특화된 Lipid droplets 재설계 : Lipid droplets의 size와 copy 수의 인위적 조절로 다양한 세포 내외의 환경과 스트레스로 부터 방어기작이 우수한 Chassis 세포 개발 · 세포의 구성과 기능 조절을 담당하는 중추 기관인 소포체 재설계·거대화 : 소포체의 기능을 극대화시킬 수 있는 소포체 생성 조절 인자의 리프로그래밍을 통해 단백질 합성에 최적화된 Chassis 세포 개발 → 단백질 활성(내재 Sec61, 외래 Cytochrome P450) : 2~3 fold ↑ □ 고부가 바이오 물질 생산을 위한 플랫폼 대사경로 (Metabolic chassis) 개발(달성도 100%) · 주탄소원(glucose)의 uptake rate 증가로 glycolysis 고속화 → glucose 소모 속도 1.5 fold↑ □ Smart chassis 효모 세포 기반 고부가 바이오 플랫폼 화합물 생산에 적용·검증(달성도 100%) · 고부가 바이오 플랫폼 스쿠알렌의 고효율·대량생산 → 소포체 재설계 chassis 적용:스쿠알렌 생산 634 mg/L, 대조군 대비 71-fold↑ · 단백질 의약품 등 차세대 의약품 생산에 활용 → Lipid droplet 재설계 chassis 적용:β-carotene 생산 증가 검증 완료 [Metabolic Engineering(JCR 10% 이내) 포함 SCI 논문 3편 게재 및 국내 특허 출원 1건] ▣ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) □ 고부가 바이오소재 생산을 위한 원천기술 확보와 산업 적용 □ 생명체 구조의 창조적 재설계 기술로 기존 생명공학의 패러다임을 뛰어넘는 새로운 산업적 기반을 구축하여 생명공학분야에 새로운 변혁 초래 □ 합성생물학 및 대사공학 발전 및 국가 경쟁력 제고를 위한 차세대 융합형 인재 육성 □ 향후 2,500조 규모(바이오의약 1,000조, 바이오화학 1,500조)의 세계 시장에서 세계 경쟁력 확보 □ 고부가 바이오 플랫폼 소재 생산 기술개발을 통해 해외 의존형 고부가 바이오소재의 국산화로 국내 고부가가치 산업의 경쟁력을 제고하고 시장 성장에 일조 (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
