미생물 유전체의 활용방안

소개

자동 DNA 서열 분석기에 의한 대규모 sequencing과 대량정보 처리의 핵심 기술을 이루는 생물정보학의 혁신적인 진보에 의해 인간을 비롯한 수많은 생명체들의 유전체 서열 해독 project가 전세계적으로 활발히 이루어지고 있다. 1995년 Jonhs Hopkins 대학에 의해 1.8 Mbp의 Haemophilus influenzae Rd의 유전체 서열이 밝혀진 이후 Saccharomyces cerevis-
iae, Escherichia coli K-12, Bacillus subtilis 등 각종 미생물 genome project가 가속화되어, 현재까지 55종 이상의 유전체가 완전히 밝혀졌고[Table 1], 360종 이상이 진행 중인 것으로 알려져 있다. [Figure 1]은 1982년에서 2001년까지 NCBI의 GenBank에 등록되어 있는 미생물 서열 데이터의 증가 추세를 나타내고 있다. 미생물의 유전체는 항균 물질의 개발과 식품공학, 나아가 산업적 응용가치를 가진 미생물 개발의 측면에서 그 중요성이 강조된다.

목차

1. 서론
2. 미생물 유전체학의 일반적 특징
3. 병원성 미생물의 유전체 연구
4. 산업적 미생물의 유전체 연구
5. 산업미생물 유전체 발현양상 분석연구를 위한 DNA 칩 개발과 전망
6. 고초균의 숙주- vector
7. 미생물 유전자 은행 개설
8. 미생물 유전체 연구 전망

본문내용

2. 미생물 유전체학의 일반적 특징
-샷건서열분석법과 다른 서열결정법의 발달로 매우 짧은 시간에 많은 원핵생물의 유전체 특성이 밝혀졌다. 많은 원핵생물 유전체의 서열결정이 완성되어 보고되었다. 이 원핵생물들은 매우 다양한 계통적 다양성을 보여주고 있다. 대부분이 인간 병원균인 적어도 100개의 원핵생물이 지금 서열 결정되고 있다. 다른 원핵생물의 유전체를 비교하는 것은 원핵생물의 진화를 이해하는데 큰 기여를 하여 어떤 유전자가 다양한 세포 내 과정에 필요한가를 추측할 수 있게 할 것이다. 또한 유전체 서열은 유전조절과 유전자배열의 이해에 큰 도움을 줄 것이다. 원핵생물과 인간 생화학이 비슷하기 때문에 어느 경우에는 이와 같은 정보가 인간 유전자를 찾는 것을 도울 수도 있다.

3. 병원성 미생물의 유전체 연구
-질병을 야기시키는 병원성 미생물 유전자의 발견은 질병 치료제의 개발과 항균 물질의 개발에 필수적이어서 커다란 경제적, 의학적 중요성을 가진다. 따라서, 초기 미생물의 유전체 해독은 주로 병원성 미생물들을 대상으로 하였으며, 현재도 상당수의 병원성 미생물들에 대한 유전체 해독 작업이 진행중이다.
유전체 서열 해독 project 이후, 병원체 관련 신약 개발은 특정 병원성 유전자에 대한 체계적인 연구가 가능하게 되어 천연추출물에 의존한 과거보다 획기적인 전기를 맞고 있다. 또한 비교 유전체학에 의한 미생물과 인간 간의 유전자 비교는 인체에 무해한 살충제 등의 개발을 보다 쉽게 이룰 수 있어 임상에 따른 개발 비용을 줄일 수 있다.
지금까지 미생물의 유전체 연구로부터 개발된 항균 물질은 미미하나, 비교 유전체학과 기능성 유전체학에 의한 target의 발견과 백신의 개발 가능성은 무한하다.
미생물 유전체 정보로부터 가능한 일들은, 특정 생물체로부터 생산되는 모든 잠재적인 단백질의 예측, 대사 회로의 규명을 들 수 있다. 또한 특정 병원균에 유일하게 존재하거나, 또는 반대로 선택된 그룹에 속한 미생물에 대해서 공통적으로 존재하는 유전자를 규명할 수 있게 된다. 이 같은 정보를 통해 잠재적 약물 target에 대한 검색 문제를 전체 유전자 산물의 목록으로부터 최적의 target을 선택하는 것으로 새롭게 정의할 수 있게 되었다.
병원성 미생물에 대한 유전체 연구는 질병 유발 유전자를 발견함으로써 병원성 미생물에 대한 치료제 및 항균 물질의 개발이 보다 쉽게 이루어지게 한다.

참고자료

· 정동효, 1985년, 유전공학(Ⅱ), 선진문화사, p.46～p.51
· 김경민외 6人, 2003년, 미생물학 5판(번역본), 라이프 사이언스, p.316～p.317