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Genome정보를 이용한 새로운 Bio-Process 개발

전문가 제언: ○ 게놈해석의 진전은 유용한 미생물이나 효소 탐색에도 크게 공헌하고 있다. 게놈정보를 활용한 미생물의 다양성에 바탕을 둔 유용효소의 탐색이나 목적효소유전자의 Cloning의 실례와 게놈정보로부터 얻어진 기능미지효소의 기질탐색에서 질량분석기를 사용한 고속해석법을 본 리뷰에서 소개하고 있다.

○ 실제로 게놈해석으로 수행된 15종류의 미생물로부터 유전자정보를 근거로 104종류의 α-Amino acid Amino transferase유전자를 대장균에서 Cloning하였다. 열안정성이 높은 호열균(好熱菌)이나 초호열시원균(超好熱始原菌)인 Aeropyrum pernix K1, Pyrococcus horikoshii OT3, Sulfolobus tokodaii 7에서 게놈정보에서 얻어진 복수의 유전자를 발현시킴으로써 효소의 다양성이 반영되고 있다. 따라서 기질특이성이 다른 α-Amino acid Amino transferase를 얻을 수가 있었다.

○ 한편, 최근의 게놈해석과 해석기술의 진전에 따라서 컴퓨터 모의실험(in silico)으로 용이하게 유용효소를 찾아내게 되었다. 대표적인 예로, 고지혈증치료약으로 일본에서 연간 2,000억 엔 이상의 매상으로 세계적인 수요가 있는 Pravastatin의 신규합성법의 개발을 들 수 있다.

○ 과거에는 곰팡이나 방선균에만 Compactin(Pravastatin의 전구체)의 수산화활성이 있는 것으로 알고 있었으나 분석기술의 향상으로 B. subtilis뿐만 아니라 Arthrobacter ramosus, Corynebacterium glutamicum, Mycobacterium gilvum 등의 원핵(原核) 미생물에서도 활성이 있는 것으로 판명되고 있다.

○ 이와 같이 목적효소의 특성을 근거로 하여 컴퓨터 모의실험으로 유전자 탐색이 가능하게 되면 많은 시간과 노력이 절감된다. 따라서 기능미지유전자의 발굴에도 연결되기 때문에 미생물유전자원이 보다 널리 효과적으로 활용하게 되며 게놈해석과 해석기술의 진전으로 인하여 컴퓨터 모의실험이 용이하게 유용효소를 발견할 수 있으므로 우리 기업 특히 공업 및 제약기업에서 적극 활용하길 바란다.

저자: Kuniki Kino
자료유형: 학술정보