본 프로젝트에서는 마이크로바이옴 분석을 기반으로 유기오염물질을 흡착하는 미세플라스틱에 의한 바다 송사리(Oryzias melastigma)의 미생물 조성 변화와 변화된 조성에 따른 물리적, 생리학적 이상 및 분자 메커니즘에 대한 연구를 수행한다. 장내 미생물 . 에 관한 연구 조직학적 분석을 통한 물리적, 면역학적 손상 확인 - 장내 미생물 분석을 위한 바다 송사리 시료 실험 조건 확립 2) 바다 송사리 장내 미생물 조성 분석 방법 확립. 치료 중 변화하는 대사체 및 관련 미생물 규명 - 치료 중 장내 불균형에 따른 분자적 신호전달 기전 규명.
장내미생물 군집 변화와 대사산물의 상관관계 분석자료를 제공하여 다중오믹스 측면의 적용이 가능하며, 해양생물에 적용할 수 있는 분석방법을 제시한다.
연구개발과제의 개요
송사리 크기별 미세플라스틱 섭취량. 노출 기간별 크기별 미세플라스틱 농도. 미세플라스틱 노출에 따른 해양어류의 성장지표(체장, 체중).
16s rRNA 시퀀싱은 크기가 다른 두 가지 유형의 미세 플라스틱으로 범고래를 처리하여 수행되었습니다. 미세플라스틱에 노출되었을 때 장내 미생물 군집의 구성이 확인되었으며, 미세플라스틱의 크기에 따라 유의미한 차이도 나타났다. 크기가 큰 미세플라스틱의 경우 장내 미생물군집에 영향을 미치며, 크기가 작을수록 산화기전이 활발하게 유도된다.
microbiome 분석을 통한 관련 미생물 분석 결과, 대사산물과 유사하게 플라스틱 처리군에 비해 phenanthrene 처리군에서 유의한 증가 및 감소를 확인하였다(도 13). 플라스틱을 처리한 경우 spongiibacteraceae_uc, Fritschea, Acientobacter, Marinobacterium, CP011272_g 및 Caboxylicivirga의 미생물이 대조군에 비해 증가하였다. 흡착 확인을 위한 사이즈 선정 및 사이즈별 흡수 확인 - 미세플라스틱 노출 영향 평가.
3년 차: 마이크로바이옴 분석을 기반으로 흡착성 미세 플라스틱의 분자 반응 메커니즘 연구. 유기 오염 물질 및 흡착 미세 플라스틱 흡착률 및 노출 평가 수행(추가 분석). 흡착된 미세플라스틱에 노출된 후 장내 불균형에 대한 분자 신호 변환 메커니즘 확립.
장내 마이크로바이옴의 변화에 대한 조직학적 분석 및 지표. 연구개발 성과 관련 영역에 대한 기여도(연구개발 성과 중요도) . 1) 미세플라스틱의 독성 평가에 선구적인 역할을 한다. 바다 킬로피쉬의 미생물 군집에 미치는 미세 플라스틱의 영향을 조사하고 바다 킬로피쉬의 미생물 라이브러리를 구축합니다.
연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도
감소 효과의 경우 플라스틱이 바이오캡슐 역할을 해 체외 배출이 더 빨라진다고 한다. 현재 연구 분야의 중요성과 장내 마이크로바이옴과 미세플라스틱의 연관성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 이 연구 논문은 2021년에 출판되었지만 23회(web of science 기준) 인용되었습니다.
참고문헌
과제명 (유형 1-1) 중급연구책임자 강혜민 주관기관 한국해양과학기술원. 국내 MOU체결 국제공동연구 국제기업참가학술대회 개최(국내외통합) 기술확산 연구성과 활용(사업화 및 후속연구과제 등)
기술실시계약(기술이전 등) 기술지도 기술평가 후속연구 추진 사업화 진행 중 사업화 완료 기타 목적의 기술 마케팅 언론보도 제공 생명자원/신변종/화학물질 원자력 연구개발사업 제공(원자력 연구개발사업에 한함) 기술 보고서, 설계 문서, 장비 구성 및 개발, 분석 방법 개발.
연구책임자/참여연구자(공동) 구분 및 명칭 연구책임자(강혜민). 연구목적과 연구내용의 관계, 기대효과 및 파급효과. 본 논문은 미세플라스틱을 처리하여 킬러어에서 발생하는 미생물군집의 변화와 생리적 효과를 확인하였으며, 킬러어에서 미생물군집을 규명하고자 하는 연구목적과 관련성이 높다.
소형 해양 생물체에 대한 LC/MS 분석법 및 결과 해석 능력을 확보함으로써 송사리뿐만 아니라 해양 생물체의 생리활성 연구에도 활용할 수 있습니다. 본 논문은 시 킬러의 유전자 조작 기술 확보를 목적으로 하며, 본 연구에서 유의미하게 관찰된 미생물 기전 연구와 관련이 있다. 최종 보고서 작성 시 각 전문기관의 연구관리시스템(예: 한국연구재단 연구과제통합지원시스템, http://ernd.nrf)에 입력된 내용 중 해당 항목을 다운로드하여 붙여넣기 .re.kr). 글자 크기 등 수정해서 첨부했습니다.
IF 국제공동연구 논문 기여도 여부. 기술실시계약 체결 기술지도 기술평가 후속연구 추진 사업화 진행 중 사업화 완료 기술이전 및 사업화 후속연구 추진 타과제 활용 타목적 활용 연구결과 활용 중단
