| 초록 |
□ 연구개요 3세대 태양전지 유기계 소재 Zinc-Porphyrin을 생합성하기 위해 고발현성 합성 프로모터 도입, CRISPR 기반 유전체 편집, Transcriptome library 기반 대사경로 최적화 등 합성생물학 기법을 이용하여 신규 글리신 대사경로 연계 Porphyrin 생산용 재조합 코리네박테리움 글루타믹쿰을 개발함. □ 연구 목표대비 연구결과 1. 연차별 연구목표 1) 1차년도: 신규 글리신 생합성경로 규명 및 Porphyrin계 유용소재 생합성경로 강화 연구 2) 2차년도: 신규 글리신 대사경로 연계 Porphyrin계 유용 소재 생합성 연구 3) 3차년도: Porphyrin계 유용소재의 생산 최적화 및 물성 확인 2. 연구 목표대비 연구결과 1) 1차년도 ￭ 식물 광호흡 기작 유래의 글루탐산-글리신 생합성 경로를 유전적으로 규명하고 기존 야생형 코리네박테리움 균주에 도입하여 글리신 생산을 향상시킴. ￭ Zinc-Porpyhrin 생산 강화 코리네박테리움를 개발하여 Fed-batch 발효공정을 수행함으로써 가장 높은 생산량 수치인 132 mg/L의 Zn-Porphyrin을 생산함. 2) 2차년도 ￭ 글리신 경로가 통합된 포르피린 생합성경로를 성공적으로 구축하여 코리네박테리움 균주의 포르피린 생산량을 증대시킴. ￭ 포르피린계 유용소재 빌리버딘 생산 균주를 개발하여 Fed-batch 발효공정을 수행함으로써 가장 높은 생산량 수치인 68.74 mg/L의 빌리버딘을 생산함. 3) 3차년도 ￭ 배양조건 최적화를 통해 현재 보고된 생산량 수치 중 가장 높은 242 mg/L의 Zn-포르피린 생산량을 달성함. ￭ 배양-추출 및 분리-정제까지 Zn-포르피린 생산 공정을 구축하여 고순도의 Zn-포르피린을 생산함. 정제된 Zn-포르피린의 태양전지를 성공적으로 제작하고 광전효율을 측정하여 바이오소재의 물성을 확인함. □ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ￭ 포르피린계 유용소재들의 미개척 대사경로 설계 및 연구 경험 축적은 화학적 합성에 의존하는 복잡한 구조의 유용 소재 생합성 기술 개발뿐만 아니라 생물 소재 생산 관련 국내외 학문 수준 향상에 이바지 할 수 있음 ￭ 다수의 연구가 활발히 진행되고 있는 유전체 편집 기술, Transcriptome 기반의 복잡한 미생물 대사경로 해석 및 최적화, 유효 유전자 발굴 능력 및 균주 적용 등의 기술 확보는 화학적 합성에 의존하는 복잡한 구조의 유용 소재 합성 기술 개발뿐만 아니라 생물 소재 생산 관련 국내외 학문 수준 향상에 이바지 할 수 있음 ￭ 상기 기술이 적용된 균주 개량은 국내 생명공학 기술과 연관된 의약분야, 식품, 농업, 정밀화학 등의 산업 발전에 원동력이 되어 선진국과의 기술 격차를 감소시킬 수 있음 ￭ 따라서 상기와 같은 국산화된 기술개발은 대규모 매출효과와 고용창출 등 경제 활성화에 이바지 할 것으로 기대함. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
