나. 연구개발결과의 활용계획

1. 해양‧극한생물분자유전체 해석 및 자원관리 연구결과

- 연구단 홈페이지를 유지하며 연구사업 및 연구결과를 홍보하고 이를 통해 국민의 해 양바이오 연구에 대한 인식을 제고

- 해양‧극한생물자원뱅크를 통해 자원정보 및 관련자원의 활용을 촉진시켜 해양바이오 연구 활성화

- 해양․극한 생물자원 및 유전체/단백질체 정보 뱅크를 해양수산부의 연구개발사업에서 생산된 해양생물, 유전자, DNA 칩 등의 자원을 통합관리 활용하는 해양생물 유전체 센터로 발전

- 확보된 핵심기반기술 (환경유전체, 발현유전자, 단백질체, 유용유전자, 유용소재 등)

의 실용화 추진

제

4

장 연구개발결과의 활용계획

2. 단백질체 분석기법을 이용한 해양‧극한미생물내 유용단백질의 생리활성 및 특성규명 연구결과

- DAP등 고온 저항 단백질의 과발현 및 정제 후, 효소 활성 분석 기법은 NA1 뿐만이 아니라 타 고온 저항성 균주로부터 얻은 고온 저항 단백질의 특성 연구에 사용될 수 있으며, 상업적으로 적용가능한 기능성 열저항 단백질의 생산에 활용

- Sucrose gradient fractionation을 통한 막단백질 분리법 및 MV 분리법은 향후 NA1의 막단배질 연구에 유용하게 활용

- Thermococcus onnurineus NA1 대사경로 (metabolic pathway) 분석은 향후 대 사체 분석 및 돌연변이주 분석을 통한 대사경로 확립에 중요한 기초 data로 활용 - SYNAPT HDMS를 이용한 1D-LC/MS 분석 방법은, 단백질의 비교 정량 분석에 매

우 유용한 방법이며, 해양 미생물을 포함한 일반 생물체에 모두 적용 가능한 방법으 로, free label method의 방법으로 활용

- Novosphingobium pentaromativorans 단백질체 분석 결과로부터 기존의 토양 및 해양 분해미생물과는 다른(novel) 분해경로의 존재 여부를 확인할 수 있음. 특히 유 전체와 단백질체분석을 포함한 다양한 omics techonology를 통한 효과적 대사경로 규명방법이 확립될 수 있음.

3. 해양서식 극한미생물의 특이대사에 대한 구조생물학적 연구결과

- 특이 및 유용 대사 단백질들에 대한 3차원 분자 구조 정보 및 작용기작의 이해를 통 해서 대사 산물의 활용과 생산성 향상에 필요한 단백질 엔지니어링 및 개량 단백질 혹은 대사물 변형 등에 필요로 되는 기반 지식을 제공

- 당 대사와 관련된 단백질은 고열 고압에 안정한 단백질로 기존의 당 생산 단백질과의 활성 및 안정도 비교 연구에 활용

- 고세균 유래의 적응성 면역과련 단백질의 구조 연구와 생화학 연구를 통해서 발견한 연구 내용은 인체에서 일어나는 유전자 제어 기작의 하나인 RNA 억제 기작을 이해 하는데 활용될 수 있으며, 추후 암 세포 제어 및 바이러스 감염 제어에 활용

- 고세균의 신호전달 및 환경인식 전사인자 조절 기작에 대한 단백질군의 구조 연구를 통한 연구 성과는 향후 난 배양성 고세균의 생장 조절 및 대사 공학을 이용한 인공 및 개조 생명체 활용에 유용한 정보로 활용

4. 해양무척추동물의 유전체 연구결과

- 일반 연구자들에게 해양무척추동물의 발현유전자를 제공

- 무척추동물의 BAC library를 구축함으로써 앞으로 국내 해양생물종의 유전체 분석을 위한 토대를 마련

- Genome project를 통해, 까막전복의 coding 염기서열뿐만 아니라, 비단백질 암호화 (non-protein coding) 서열들의 기능 연구가 가능

- 전복 SNP의 database를 구축하여, 염기서열 변형과 유전적 표현형 사이에 연결고리 를 지어 대규모의 유전적 연구가 가능

- Microsatellites marker를 대량으로 분석할 수 있으며 이를 이용하여 유용유전자간 의 연관성을 확인할 수 있음. 전복의 내병성 및 성장 등에 관련된 유전자들을 분석하 여 이와 연관된 다른 해양생물의 유전자 분석에 있어서 중요한 기초자료로 활용 - SNP발굴을 통하여 전복의 우량개체를 선발하여 전복양식에 사용될 어미 전복을 선

택하고, 우량 종묘 생산에 기여

- 전복의 면역학적 연구를 통해, 병에 강하고 환경에 덜 민감한 전복 개체 개량을 가능 하게 할 수 있음. 양식에서 사용하는 여러 화학물 및 화합물에 대한 전복 개체별 감 수성에 관여하는 단일염기다형에 대한 연구를 진행하고, 발현적 차이를 분석하여 여 러 물질에 대한 독성 및 안전성 평가기준에 대한 정보를 제공

- 전복의 유전체를 통한 환경별로 특정하게 발현되는 유전자를 동정하여, 환경 실정을 모니터링 할 수 있는 바이오마커 개발에 활용

- 발현유전체 기술을 이용하여 약물 및 유해물질에 대한 감수성 차이와 유전자 발현양 태를 이용하여, 해양오염을 일으키는 여러 유해물질에 대한 독성여부를 확인 할 수 있는 생체지표 개발에 활용

- 전복의 유용한 단백질을 이용하여, 항산화제, 면역조절물질, 항노화제, 효소저해제, 항 생제 등의 천연화합물 개발을 위한 기초를 마련

- 화장품에서 많이 사용되는 캐비어(철갑상어 알) 추출물과 같이, 전복에서 발현되는 생체고분자를 통한 화장품 및 식품첨가물, 색소, 효소 등의 산업적 이용을 위한 분자 유전학적 자료를 제공

- 화학적 환경 인자인 중금속, 내분비교란물질 및 적조 유발 미세조류 반응하는 발현유전 자 signature database를 구축하고 해양무척추동물 관련 연구자에 유용한 정보를 제공 - 바이오마커와 real-time PCR을 이용한 중금속, 내분비교란물질에 의한 해양오염 모

니터링에 활용할 수 있고 해양무척추동물 (전복) cDNA chip을 이용한 해양 환경변 화 모니터링에 응용

- 중금속, 내분비교란물질 및 적조 유발 미세조류에 의해 반응하는 바이오마커를 이용

한 무척추동물의 스트레스 측정에 활용

제

4

장 연구개발결과의 활용계획

5. 해양동물 유전체 기반 성장 및 환경해석 분자마커개발 연구결과

- 국내서식 해양생물종의 유전체 기반 연구 모델화를 통한 토착생물종을 이용한 해양 연구의 활성화

- 해양동물 유전체 정보 및 환경 모니터링에 활용을 확립함으로써 해양동물 연구의 인 프라 구축에 활용

- 해양동물에 기초한 생명공학 기술의 연구개발을 통하여 해양동물 이용의 원천기술을 확보하고 상업적 가치가 내재된 특허를 확보함으로써 국가경쟁력을 강화하고 선진국 의 기술개방 압력에 대응

6. 해양홍조 및 녹조식물의 분자마커 개발 및 DB화 연구결과

- 국내외에서 채집한 재료들을 확증 표본으로 건조, 보관하는 체제를 확립

- 추출한 유전체 DNA는 분자마커 분석에 이용하며, -70 °C에 보관함으로써 홍조류 의 유전체 뱅크 구축 및 운영

- 새로운 12개의 분자마커(색소체 cpeA, cpeB, psaA, psbA, psbC, rbcL, tufA, 미토 콘드리아 cox1, cox3, cob, 핵 SSU, LSU)를 분석하여, 해조류의 분자계통 및 진화 연구에 적용하고, 나아가 해조류 전체의 연구에 적용할 수 있는 기초자료를 마련 - 현장생태 사진, 재료사진 및 분자마커 정보를 포함하는 포괄적인 내용의 전자도감을

만들어서, 해조류의 동정시스템 마련

7. 녹조식물 깃털말의 유전체 정보를 이용한 세포재형성과정 연구 및 유용유전자 발굴 연 구결과

- 확보된 유전체 정보는 해양식물, 고등식물, 해양동물에 이르는 넓은 범위의 연구 기 반을 확립

- 분리된 유용유전자원과 대사체는 의학 및 기능성 재료로서 활용 - 세포재형성 관련 유전자원 및 기작을 응용한 유전공학의 활용

- 세포내 공생에 대한 연구기반 제공을 통해 해양 동식물의 유전적 특성 규명의 기초자 료로서 활용

- 해양생물 상호간의 기작을 연구하는 자료로서 활용

8. 해양 유해조류의 발현유전체 해독 및 분자적 이해 연구결과

- 국내 적조생물 코클로디니움의 유전체 발굴 및 유전자 해독에 활용 - 국내 유해조류 적조발생의 분자적 해석에 활용

- 유해조류 생체독 생성 기작에 관한 분자생물학적 연구 자료로 이용

9. 해양 남세균 Synechcystis 의 유용 유전자를 활용한 내염성 작물개발 및 실용화에 관 한 연구결과

- 해양 Synechocystis PCC6806과 PCC6906의 유전체 비교분석을 통하여 유용 유전 자 발굴, 탐색 및 활용 연구에 직접적인 이용 가능

- Synechocystis PCC6906의 광합성 및 탄소고정에 관련된 유전자등을 작물에 도입 함으로서 작물의 생산성을 향상시키고, 또한 유용유전자가 도입된 개구리밥을 활용한 유용항체, 단백질, 호르몬 생산에 활용

- 내염성 유전자가 도입된 포플러는 간척지, 휴경 농지 및 해안 지역 등 척박한 환경에 적응할 수 있는 조경수로 활용할 수 있으며 생장속도가 빠르므로 바이오매스 생산에 활용

10. 생물막 형성의 단계별 조절체계 규명 및 항생물막 기법개발 연구결과

- 표면 부착/오염 미생물 중 병원성세균은 특히 인공보조물 implant 시술 (전 세계적으 로 수천억 불에 달하는 산업: [미국의 경우 연간 1,700억불: Bryers and Ratner.

2004. ASM News . 70:232-237]) 후 발생하는 부작용의 주된 원인으로 밝혀졌는 데, 따라서 세균의 생물막 제어책의 개발은 국내 뿐 아니라 국제경쟁력을 충분히 갖 춘 활용가능성이 높은 상품으로 성장 가능하리라 예상

- 활용화와 관련하여, 개인위생용품, 컨택트렌즈 소독약, 비누, 샤워젤, 샴푸, 또는 치 아, 인공치아 또는 구강의 세정, 세척을 위한 치실, 치약, 치분 또는 가글링 세정제의 형태로도 활용 가능하리라 생각하며, 또한 의학용 장비/기구/설비의 세정, 세척을 위 한 파우더, 코팅제, 스프레이, 물수건 형태로 제조 가능

11. 펩타이드 공학기술을 이용한 해양생물 유래 항균펩타이드의 개량 연구결과

- 펩타이드 공학기술을 이용하여 항균 펩타이드의 활성부위를 규명함으로써 고활성의 하이브리드(Hybrid) 펩타이드를 개량에 활용

- 펩타이드 화학 합성기술을 이용하여 다양한 펩타이드의 합성과 설계가 이루어짐으로 써 생리 기능성이 조절된 의약품, 백신, 진단 시약 개발에 응용

- 해양생물로부터 유래한 항균 펩타이드를 식품첨가제, 화장품 개발 등 산업적으로 활용 - 항균 펩타이드와 기존의 화합물성 항생제간의 시너지효과 규명을 통해 복합약물로써

이용할 수 있으며, 항바이오필름성 펩타이드 약물로 활용