바이오인

핵심내용

-우리나라 최초로 남극 유래 방선균의 유전체 지도 완성

□ 의학, 농업 분야 등에 사용할 수 있는 대량 항생제 개발에 새로운 길이 열리게 되었다.

 ㅇ 해양수산부(장관: 윤진숙)는 새로운 항생제 및 항암제를 생산할 수 있는 남극유래 방선균*의 유전체 지도를 국내 최초로 완성했다고 밝혔다.

   * 방선균 : 미생물의 한 종류로서 난분해성유기물의 분해나 항생제와 같은 다양하고 유용한 이차대사산물의 주요 생산자
    
□ 이번 연구는 해양수산부가 지원하고, 극지연구소가 주관한 ‘극지 생물 기능유전체 연구’의 일부로 진행된 것이었다.

 ㅇ 연구에는 극지연구소 박현 박사팀의 주도하에 선문대학교 오태진 교수팀과 국내바이오벤처기업 디엔에이링크팀 등이 공동으로 참여하였으며,
 
 ㅇ 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 과학전문학술지인 ‘PLOS ONE*’에 7월 24일 발표되었다.

    * 논문 제목 : Advantages of single-molecule real-time sequencing in high-GC content genomes (URL:http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0068824)

□ 특히, 이번 연구결과는 ‘실시간 단일분자 분석 기술’(Single Molecule Real Time detection, SMRT)을 이용하여 세계 두 번째로 유전자서열을 분석한 것이어서 더욱 의미가 있다.

 ㅇ 정확도가 현저히 떨어졌던 기존의 유전자분석 기술과는 달리, 높은 시간적 효율성과 저비용이 장점인 SMRT 기술을 적용하여 방선균 유전체 지도를 완성한 것이다.

□ 방선균은 의약분야에서 상업적으로 사용되고 있는 항생물질의 75%, 농업분야에서 이용되고 있는 항생물질의 60%가량을 생산하는 등 산업분야에서 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.

 ㅇ 이번 연구결과에서 얻어진 남극유래 방선균의 유전체 지도는 다양한 이차대사물질, 특히 항생물질들의 생합성 관련 연구뿐만 아니라, 2세대 항생제의 내성 문제를 해결할 수 있는 새로운 개량항생제를 개발하는데 중요한 자료로 활용될 것이다.

□ 해양수산부 관계자는 “이번에 사용한 기술은 남극유래 방선균을 비롯하여 앞으로 보다 많은 생물들의 유전체를 정확하게 분석할 수 있는 가능성뿐만 아니라, 다방면의 방법론적으로 적용될 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대한다.”라고 밝혔다.

상세내용

 <  방선균 Streptomyces sp.  >

◈ 이번 유전체 지도가 완성된 남극유래 방선균 Streptomyces sp.는 남극 지의류인 Cladonia borealis에서 분리된 세균으로, 남극의 혹독한 자연환경에서 적응 가능한 내성을 지니도록 진화된 지의류 공생 미생물이다. 이 방선균의 전체 유전체 규모는 7.53Mb이며,  총 유전자수는 7,224개이다.

◈ 방선균은 일반적인 박테리아 유전체 크기보다 2배 정도 크고 특정 핵산*(G+C) 비율이 70%이상으로 높으며, 다양한 반복서열이 많은 유전체로서 유전자 분석이 극히 까다로운 균주로 알려져 있다.

 * 핵산 : 뉴클레오타이드로 구성된 생명체의 유전 물질로서 가장 잘 알려진 핵산으로 DNA와 RNA가 있음.

참고1.  용어 설명

□ SMRT(Single Molecule Real – Time detection)

 ○ Pacific Biosciences 사의 3세대 DNA 염기서열분석기는 기존 차세대염기서열 분석(NGS)과는 차별화된 단일 분자 실시간 DNA 염기 서열 분석(SMRT : Single Molecule  Real – Time detection) 방법

 ○ 이 방법은 별도의 유전자 증폭 없이 실시간으로 직접 유전자의 DNA 염기서열을 읽어내는 기술임. 이 기술은 한 번에 읽을 수 있는 서열의 길이가 매우 긴 것이 특징이며, 이로 인하여 그동안 분석에 어려움을 겪고 있었던 복잡한 구조의 유전체 해독에 도움을 주고 있음

□ 방선균(放線菌)

 ○ 흙속이나 마른풀에 기생하며 세균과 곰팡이의 중간적 성질을 가진 미생물의 한 종류. 균사(菌絲)와 같은 것을 사방으로 내놓으면서 퍼짐. 난분해성유기물의 분해나 항생제와 같은 다양하고 유용한 이차대사산물의 주요 생산자

□ 핵산(核酸)

 ○ 염기, 당, 인산으로 이루어진 뉴클레오타이드가 긴사슬 모양으로 중합된 고분자물질. 유전이나 단백질 합성을 지배하는 물질로 생물의 증식을 비롯한 생명활동 유지에 중요한 작용을 하며, 잘 알려진 핵산으로 DNA와 RNA가 있음.

□ 지의류 (地衣類)

 ○ 남극의 육상식생을 대표하는 생물인 지의류는 뿌리가 없이 땅이나 암반, 식물체 표면에 몸의 일부나 전체가 부착하는 생육특징을 가지고 있음. 지의류는 광합성을 할 수 있으나 곰팡이나 버섯과 같은 균류와 광합성을 하는 남조류나 녹조류와 같은 단세포 또는 실모양의 조류가 공생하는 공생체