KR101796950B1 - 바이오에탄올 생산을 위한 미세조류 변이체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방사선을 조사하여 노화 저항성이 높고 생장이 빠르며 세포 포화도와 전분 함량이 높은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티 변이체 및 이의 용도에 관한 것으로, 바이오연료 중 바이오에탄올 제조에 유용한 미세조류를 제공한다.

Description

바이오에탄올 생산을 위한 미세조류 변이체{Microalgae mutant for bioethanol production}
본 발명은 바이오에너지 중 바이오에탄올을 생산하기 위한 미세조류 변이체에 관한 것으로 미세조류에 방사선을 조사하여 생장 특성 및 전분 함량이 향상된 미세조류 변이체의 제조 및 이를 이용한 바이오에탄올 생산 기술이다.
유가의 상승, 지구 온난화 그리고 에너지원의 고갈 문제에 의해 대체에너지원의 필요성이 요구되고 있다. 이러한 문제에 대한 대안으로 기존의 석탄, 석유 등의 화석에너지원에 밀려 주요 에너지원으로 사용되지는 않던 바이오연료가 주목받고 있다. 바이오연료는 이미 개발된지 오래 되었으나 사용이 제한적이고, 안정적인 공급이 상대적으로 제한적이며, 품질상에 문제가 있어 주요 원료로 사용되지는 못하는 실정이었다. 그러나, 석유에너지의 대체가 가능하고 친환경적인 장점이 있어 최근 다시 주목받기 시작하고 있다.
바이오연료의 문제점 중 공급이 안정적으로 되지 않을 수 있어 바이오연료의 수요에 공급이 따라가지 못할 가능성이 있다. 이러한 문제는 바이오연료의 주요 공급원인 곡물을 통한 전분이나 지질 성분의 확보에 있어서, 곡물의 생산량은 기후, 토지와 같은 외부요인에 많은 영향을 받아 안정적인 공급원의 확보가 어렵기 때문이다. 또한, 곡물 등의 주요 공급원으로부터 바이오연료를 생산하기 위해서는 매우 많은 곡물 등이 필요하여 생산효율이 낮고, 충분한 생산량을 확보하기 위해서는 매우 넓은 경작지가 필요하다.
이러한 공급의 안정성 해결을 위하여 미생물을 이용한 바이오연료 공급원의 대량 생산 기술의 연구가 활발한데, 예를 들어 미국등록특허 US 6607900 B2의 경우 진핵 생물의 지질 함량을 증진시키는 방법을 개시하고 있다. 그리고, 미생물 중 대표적으로 거대조류나 미세조류의 형질전환을 이용한 방법도 있다. 다만, 미세조류의 경우 형질전환의 어려움이 있어 미세조류를 이용한 바이오연료 생산에 있어 다른 방법이 요구되고 있다.
미국등록특허 US 6607900 B2
본 발명은 바이오에탄올 원료인 전분의 함량이 높은 미생물로서 방사선에 의해 변이된 미세조류인 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)의 변이체를 제공하고, 변이체의 유전자를 분석하여 전분 생산에 유용한 유전자를 선발하고자 한다.
본 발명은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)에 방사선을 조사하여 방사선을 조사하지 않은 미세조류 클로미도모나스 레인하드티보다 높은 노화 저항성 특성, 높은 생장 속도 특성, 높은 세포 포화도 특성 및 높은 전분 함량 특성으로 이루어진 군에서 하나 이상의 특성이 나타나는 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP)를 제공한다.
본 발명은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)에 방사선을 조사하여 방사선을 조사하지 않은 미세조류 클로미도모나스 레인하드티보다 높은 노화 저항성 특성, 높은 생장 속도 특성, 높은 세포 포화도 특성 및 높은 전분 함량 특성으로 이루어진 군에서 하나 이상의 특성이 나타나는 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP) 또는 이의 배양액을 포함하는 전분 제조용 미생물 제제를 제공한다.
본 발명은 생장 특성이 우수하고 전분 함량이 매우 높은 클라미도모나스 레인하드티 변이체를 제공하여, 바이오에탄올 생산용 전분을 고수율로 대량 생산이 가능하며, 변이체로부터 미세조류에서 전분 생산과 관련된 유용한 유전자를 선별할 수 있다.
도 1은 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2와 대조구인 미세조류의 형태적 차이를 나타낸다.
도 2는 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2와 대조구인 미세조류의 요오드(iodione) 전분반응 결과를 나타낸다.
도 3은 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2와 대조구인 미세조류의 생장률 분석 결과를 나타낸다.
도 4는 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2와 대조구인 미세조류의 배양 15일째 엽록소의 함량 비교를 나타낸다.
도 5는 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2와 대조구인 미세조류의 전분 함량 분석 결과를 나타낸다.
이하에서 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 따로 정의하지 않는 경우 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 내용으로 해석되어야 할 것이다. 본 명세서의 도면 및 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 쉽게 이해하고 실시하기 위한 것으로 도면 및 실시예에서 발명의 요지를 흐릴 수 있는 내용은 생략될 수 있으며, 본 발명이 도면 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 목적 달성을 위해 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii) Arti-BE2는 한국생명공학연구원 미생물자원센터에 2015년 12월 22일자로 기탁하였다(수탁번호: KCTC12956BP).
본 발명에서 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii) Arti-BE2는 변이체(mutant), Arti-BE2 또는 변이체 Arti-BE2로 표현할 수 있다. 본 발명에서 방사선을 조사하지 않은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티는 대조구로 표현할 수 있다.
본 발명은 바이오에탄올을 생산하기 위한 새로운 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii) Arti-BE2에 관한 것으로, 노화에 저항성을 가지고, 생장이 빠르며 세포 포화도가 높아 전분 함량이 방사선을 조사하지 않은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티보다 높다.
본 발명은 새로운 미세조류 변이체인 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii) Arti-BE2, 이를 이용한 미생물 제제 및 전분 생산 증가와 관련된 유용 유전자를 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)에 방사선을 조사하여 방사선을 조사하지 않은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티보다 높은 노화 저항성 특성, 높은 생장 속도 특성, 높은 세포 포화도 특성 및 높은 전분 함량 특성으로 이루어진 군에서 하나 이상의 특성이 나타나는 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP)를 제공한다.
본 발명에서 미세조류에 조사되는 방사선은 감마선으로, 시간당 감마선의 조사선량과 감마선의 흡수선량 조절이 중요하다. 본 발명에서 미세조류에 조사하는 시간당 감마선 조사선량과 흡수선량에 의해 변이체 선발 빈도가 달라지는 것을 확인하였다. 본 발명에 따르면, 미세조류 클라미도모나스 레인하드티 (Chlamydomonas reinhardtii)에 조사되는 감마선 조사선량은 시간당 10 내지 50 Gray(그레이), 바람직하게는 15 내지 45 Gray, 보다 바람직하게는 20 내지 40 Gray이다. 그리고, 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)의 감마선 흡수선량은 80 내지 120, 바람직하게는 85 내지 115, 보다 바람직하게는 90 내지 110이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 미세조류 클라미도모나스 레인하드티에 시간당 30 Gray로 감마선 흡수선량이 100 Gray가 되도록 조절하는 경우 변이체의 선발 빈도를 높일 수 있다. 본 발명의 일 실시예와 같이 정확히 시간당 30 Gray 감마선을 조사하여 감마선 흡수선량이 100 Gray가 되도록 할 때, 본 발명이 목적하는 변이체 선별에 가장 적합할 수 있다. 그러나, 앞서 언급한 바와 같이 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)에 조사되는 감마선은 시간당 10 내지 50 Gray(그레이), 바람직하게는 15 내지 45 Gray, 보다 바람직하게는 20 내지 40 Gray이다. 그리고, 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)의 감마선 총 흡수선량은 80 내지 120, 바람직하게는 85 내지 115, 보다 바람직하게는 90 내지 110일 수 있다.
본 발명의 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2는 바이오연료 중 바이오에탄올 생산을 위한 미세조류 변이체로 방사선을 조사하지 않은 클라미도모나스 레인하드티보다 생장속도가 매우 빠르고, 노화 저항성 특성이 우수하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 변이체 Arti-BE2와 대조구는 배양 후 약 2일째까지는 서로 비슷한 속도로 성장하나, 배양 2일 이후 변이체 Arti-BE2는 대조구에 비하여 급속하게 빠른 성장을 한다. 변이체 Arti-BE2의 배양 3일째에는 대조구보다 20% 이상의 높은 생장 속도를 보이며, 계속하여 빠른 생장이 지속된다. 그리고, 대조구는 배양 후 4일째부터 노화가 일어나 세포수가 지속적으로 감소하는 반면, 변이체 Arti-BE2는 배양 후 일주일이 지나도 노화에 의한 세포수 감소가 일어나지 않는다. 또한, Arti-BE2는 대조구에 비해 노화 저항성이 높아 2주가 지난 후에도 변이체에는 높은 농도의 엽록체가 포함되어 있다. 이러한, 노화 저항성 특성은 영양성분이 결핍된 환경에서도 변이체 Arti-BE2의 생존율을 보장하고 세포 포화도도 높게 유지할 수 있게 하며, 장기간 배양이 가능하다. 변이체 Arti-BE2의 특성 중 높은 생장 속도 특성 및 높은 노화 저항성 특성은 변이체 Arti-BE2를 이용한 바이오에탄올 생산에 있어 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.
본 발명의 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2는 바이오연료 중 바이오에탄올 생산을 위한 미세조류 변이체로 방사선을 조사하지 않은 클라미도모나스 레인하드티보다 세포 포화도와 전분 함량이 높다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 변이체 Arti-BE2는 3일째부터 대조구에 비해 높은 생장 속도로 생장하여 대조구보다 높은 최대 세포 포화도를 나타내며 최대 세포 포화도가 일주일 이상 유지된다. 변이체 Arti-BE2의 세포 포화도는 대조구보다 최소 25% 이상 높고, 대조구에 비해 65% 더 높은 세포 포화도도 나타낸다. 이러한 변이체 Arti-BE2의 높은 세포 포화도 특성은 대조구보다 더 많은 전분을 생산하고 포함할 수 있고, 세포 포화도를 고려할 때 2.8~3.6배의 전분 생산성을 가질 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 변이체 Arti-BE2의 전분 함량은 대조구에 비하야 2.2배 이상으로 나타나 바이오에탄올 생산을 위한 전분 생산에 충분하게 활용이 가능하다.
본 발명에서 변이체 Arti-BE2의 높은 노화 저항성 특성, 높은 생장 속도 특성, 높은 세포 포화도 특성 및 높은 전분 함량 특성에 의해 변이체 Arti-BE2는 바이오연료 중 특히 바이오에탄올의 생산용도로 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 용도는 바이오연료로서 바이오에탄올, 바이오메탄올이나 바이오디젤에서 복수의 연료를 함께 생산할 수 있는 용도로 개발되는 다른 미생물 변이체들과 구분되며, 변이체 Arti-BE2는 바이오에탄올을 고효율로 생산할 수 있다.
본 발명은 미세조류에서 전분 생산을 증가시키고 높은 전분 함량을 유지하는데 관여하는 유용한 유전자를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 미세조류에서 전분 생산과 관련된 유전자로 PSBX, LHCB2, UAPA6, ATM1, ATAMT1, ATHAK5, HAK5 및 GLN4가 있고 이들의 발현을 조절하여 미세조류의 전분 생산을 증가시킬 수 있다. 그리고 이들 유전자 외에도 명확한 유전자는 알 수 없으나 이산화탄소 농도와 빛의 강도 변화에서 순응과 관련된 유전자, 엽록체를 타겟으로 하는 DnaJ-유사 단백질 코팅 유전자 및 케로스테로이드 이성질화 효소와 관련된 단백질을 코딩하는 유전자의 발현 조절 역시 미세조류의 전분 생산을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 미세조류에서 전분 생산과 관련된 유전자에 대한 구체적인 내용은 다음과 같다. PSBX 유전자는 단일 TMH(transmembran helix)를 가진 제2광계(photosystem II, PS II)에서 서브유닛(subunit)을 인코딩한다. LHCB2 유전자는 엽록소 a-b 결합 단백질 유전자에 해당한다. UAPA6 유전자는 크산틴(Xanthine), 우라실(uracil) 및 비타민C 투과효소류(permease-lkie) 유전자이고 식물, 균류 및 박테리아의 내부막 단백질과 관련이 있다. ATM1 및 ATAMT1 유전자는 암모니아 수송체 유전자이다. ATHAK5 및 HAK5는 포타슘 이온 흡수 수송체 유전자로 KUP2 및 KUP3와 관련이 있다. GLN4 유전자는 글루타민 합성효소 유전자이다.
본 발명의 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2에서 전분 생산과 관련된 유전자는 유전자위치(gene locus)로 특정할 수 있고, 각각의 유전자자리에 위치한 유전자의 발현 조절에 의해 높은 세포 포화도, 높은 전분 함량, 생장 속도의 증가 및 노화 저항성을 가질 수 있다.
본 발명의 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2 유전자자리는 유전자 위치번호(locus number)로 표현할 수 있고 해당 위치의 유전자의 발현 조절을 통해 노화 저항성 특성, 생장 속도 특성, 세포 포화도 특성 및 전분 함량 특성을 보다 증가시킬 수 있다. 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 유전자위치에 대응하는 유전자 또는 상동 유전자와 각각의 유전자 특징은 아래 표 1과 같다. 클라미도모나스 레인하드티의 유전자위치에 대한 정보는 JGI Genome Portal (http://genome.jgi.doe.gov/Chlre3/Chlre3.home.html)에서 검색할 수 있다.
유전자 위치번호
(locus number)		 유전자 약자 또는 상동 유전자 유전자 특징
Cre09.g402219.t2.1 　 CCM1에 의해 조절되고, 이산화탄소 농도와 빛의 강도 변화 순응과 관련
Cre03.g204577.t1.1 　 엽록체를 타겟으로 하는 DnaJ-like protein으로 N-말단의 J-도메인을 포함하고 시네초코커스(synechococcus) Q2JW1과 약간의 상동성을 가짐(N-말단 연장 부분이 엽록체 트랜짓 펩타이드(transit peptide)로 예상됨).
Cre09.g399250.t1.2 　 랄스토니아(Ralstonia)의 케로스테로이드 이성질화 효소 관련 단백질로 추정되는 박테이라 유전자 중 하나와 관련되나, 슈모도나스 푸티다(Pseudomonas putida) 또는 코마몬(Comamon)의 델다 5-3- 케로스테로이드 이성질화 효소와의 유사성은 찾을 수 없음.
Cre02.g082750.t1.2 PSBX 단일 TMH(transmembrane helix)를 가진 제2광계에서 4.1kD서브유닛을 인코딩
Cre01.g066917.t1.1 LHCB2, LHCB2.2 LHCII(light-harvesting complex II)의 엽록소 a-b 결합 단백질
Cre06.g260700.t1.2 UAPA6 크산틴(Xanthine)/우라실(uracil)/비타민C 투과효소류. 식물, 균류 및 박테리아의 내부막 단백질과 관련 있음
Cre14.g629920.t1.1 AMT1;1, ATAMT1, ATAMT1;1 암모니아 수송체
Cre17.g714150.t1.1 ATHAK5, HAK5 포타슘 이온 흡수 수송체. KUP2 및 KUP3와 관련 있음
Cre03.g207250.t1.2 GLN4 글루타민 합성효소로 추정
(글루타메이트-암모니아 리가아제)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 유전자 위치번호 Cre09.g402219.t2.1, Cre03.g204577.t1.1, Cre09.g399250.t1.2, Cre02.g082750.t1.2 및 Cre01.g066917.t1.1으로 이루어진 군에 위치한 유전자 중에서 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현이 증가한다. 그리고, 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 유전자 위치번호 Cre06.g260700.t1.2, Cre14.g629920.t1.1, Cre17.g714150.t1.1 및 Cre03.g207250.t1.2으로 이루어진 군에 위치한 유전자 중에서 선택되는 하나 이상의 유전자의 발현이 감소한다.
클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2에서 유전자 발현의 정도에 대한 결과는 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2뿐만 아니라 미세조류에서 세포 포화도, 높은 전분 함량, 생장 속도의 증가 및 노화 저항성과 관련된 유용한 유전자 정보를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 미세조류 크라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 선별 또는 생산 방법은 a) 크라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii) 미세조류에 방사선을 조사하는 단계 및 b) 방사선 조사된 크라미도모나스 레인하드티 균주를 배양하고 배지에 도말한 후 전분 함량이 증가한 변이체를 선별하는 단계를 포함하는 미세조류 크라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 선별 또는 생산 방법이다.
미세조류 크라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 선별 또는 생산에서 방사선은 감마선으로 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)에 조사되는 감마선은 시간당 10 내지 50 Gray(그레이), 바람직하게는 15 내지 45 Gray, 보다 바람직하게는 20 내지 40 Gray이다. 그리고, 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii)의 감마선 흡수선량은 80 내지 120, 바람직하게는 85 내지 115, 보다 바람직하게는 90 내지 110이다.
본 발명은 크라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2를 배양하고, 배양액으로부터 전분을 분리하여 바이오에탄올용 전분의 제조방법을 제공할 수 있다. 크라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2는 전분 함량이 특히 높아 바이오에탄올 제조에 유용하다.
이하에서 본 발명을 실시하기 위해 보다 구체적인 실시예에 대하여 설명하며, 하기 실시예에 따라 본 발명이 제한되어 해석되는 것은 아니다.
감마선 조사를 통한 바이오에너지 전분생산용 돌연변이 미세조류 Arti - BE2 선발
미세조류인 크라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii; cc-124) 세포를 TAP(Tris Acetate Phosphate) 배지에 2×105ml의 농도로 배양하여 시간당 30 Gray 완조사로 100 Gray의 감마선을 조사하였다. 감마선을 조사한 세포를 TAP 고체배지에 도말하고, 12일간 25℃에서 배양하여 변이체를 선발하였다. 선발된 돌연변이를 질소가 결핍된 TAP-N 배지에서 2일간 배양 후, 현미경을 이용하여 세포 크기가 증가되고 형태적으로 차이를 보이는 변이체인 미세조류인 크라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2를 선발 하였다(도 1). 선발된 변이체 Arti-BE2와 대조구의 전분 함량 차이는 요오드(iodine) 전분 반응을 이용하여 확인하였다(도 2).
전분 생산용 크라미도모나스 레인하드티 Arti - BE2 의 생장특성 분석
TAP 배지 50ml에 동일양으로 대조구인 크라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii; cc-124)와 전분생산용 돌연변이인 크라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2를 각각 접종하여 매 24시간마다 흡광도를 750nm에서 측정하였다. Arti-BE2는 접종 후 배양 2일째까지 대조구와 비교하여 비슷한 성장속도를 보였다(도 3). 그러나 배양 3일째 대조구 보다 약 20% 가량 높은 생장(OD750 1.46)을 보였으며, Arti-BE2는 이후 계속 빠른 생장을 유지하여 배양 4일째 최대 포화도 OD750 1.83를 나타내었다(도 3). 이러한 빠른 생장특성은 바이오에너지용 전분생산에 있어 시간과 비용의 절감해주는 우수한 특성이다.
그리고, 세포가 노화로 접어드는 4일 이후를 시작으로 5-7일에 대조구는 지속적으로 세포수의 감소를 보이나 Arti-BE2은 4일째와 동일한 세포 포화도를 7일째까지 유지하고 있다(도 3). 이 결과는 Arti-BE2의 세포포화도가 대조구보다 약 28~65%(4,6,7일 비교) 정도 더 높은 것을 확인할 수 있다.
또한 15일간 배양하였을 때, Arti-BE2의 세포는 대조구와 비교하여 더 많은 양의 엽록체를 가지고 있으며(도 4), 높은 엽록소의 농도를 통해 노화에 대한 저항성과 높은 세포 포화도를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 노화 저항성은 질소결핍 조건에서도 전분 축적에 필요한 더 많은 세포 생존율과 높은 세포 포화도를 제공한다. 즉, Arti-BE2는 대조구와 비교하여 더 많은 양의 전분을 생산한다는 것을 의미한다.
전분생산용 돌연변이 Arti - BE2 전분 함량 분석
전분생산용 돌연변이 Arti-BE2의 전분 축적량을 분석하기 위하여 TAP 기본배지에서 5일간 배양한 세포를 질소가 결핍된 TAP-N 배지로 옮겨 2일간 배양 후 세포를 동결 건조시켜 준비하였다. 대조구 역시 마찬가지의 방법으로 준비하였다. 전분 함량 분석은 대조구 및 돌연변이 Arti-BE2 각각 20 mg의 건조 샘플을 준비한 후 Starch assay kit(Sigma) 및 이의 매뉴얼에 따라 정량적적 분석방법을 수행하였다. 돌연변이 Arti-BE2의 전분 함량은 건조중량의 약 36%로 대조구와 비교하여 2.2배 이상 높게 관찰되었다(도 5). 이 결과를 통해 Arti-BE2가 바이오에탄올용 전분 생산에 유용하게 활용 가능함을 알 수 있었다.
전분생산용 돌연변이 Arti - BE2 의 유전자 발현 특성 분석
전분생산용 돌연변이 Arti-BE2의 전사체(transcriptom) 분석(㈜씨더스, 한국)을 통하여 Arti-BE2에 특이적으로 발현이 증가 또는 감소한 유전자를 9개 선발하였다(표 2). 선발한 9개의 유전자는 Arti-BE2에서 특이적으로 발현이 변화한 유전자로서 세포내 전분 생합성에 직·간접적으로 관여 하는 것을 의미한다. 즉, 선발된 유전자는 Arti-BE2을 구별할 수 있는 표지 유전자 및 전분의 생합성 증대 기술개발에 사용할 수 있다.
유전자 위치번호
(locus number)		 유전자 약자 또는 상동유전자 유전자 특징 발현 정도 (log2)
Cre09.g402219.t2.1 　 CCM1에 의해 조절되고, 이산화탄소 농도와 빛의 강도 변화 순응과 관련 6.19
Cre03.g204577.t1.1 　 엽록체를 타겟으로 하는 DnaJ-like protein으로 N-말단의 J-도메인을 포함하고 시네초코커스(synechococcus) Q2JW1과 약간의 상동성을 가짐.(N-말단 연장 부분이 엽록체 transit peptide로 예상됨) 3.61
Cre09.g399250.t1.2 　 랄스토니아(Ralstonia)의 케로스테로이드 이성질화 효소 관련 단백질로 추정되는 박테이라 유전자 중 하나와 관련되나, 슈모도나스 푸티다(Pseudomonas putida) 또는 코마몬(Comamon)의 델다 5-3- 케로스테로이드 이성질화 효소와의 유사성은 찾을 수 없음. 4.05
Cre02.g082750.t1.2 PSBX 단일 TMH(transmembrane helix)를 가진 제2광계에서 4.1kD서브유닛을 인코딩 2.76
Cre01.g066917.t1.1 LHCB2, LHCB2.2 LHCII(light-harvesting complex II)의 엽록소 a-b 결합 단백질 2.36
Cre06.g260700.t1.2 UAPA6 크산틴(Xanthine)/우라실(uracil)/비타민C 투과효소류. 식물, 균류 및 박테리아의 내부막 단백질과 관련 있음 -3.04
Cre14.g629920.t1.1 AMT1;1, ATAMT1, ATAMT1;1 암모니아 수송체 -3.62
Cre17.g714150.t1.1 ATHAK5, HAK5 포타슘 이온 흡수 수송체. KUP2 및 KUP3와 관련있음 -2.66
Cre03.g207250.t1.2 GLN4 글루타민 합성효소로 추정(글루타메이트-암모니아 리가아제) -2.02
기탁기관명 : 한국생명공학연구원
수탁번호 : KCTC12956BP
수탁일자 : 20151222

Claims (5)

  1. 미세조류 클라미도모나스 레인하드티(Chlamydomonas reinhardtii) cc-124에 방사선을 완조사하여 방사선을 조사하지 않은 미세조류 클라미도모나스 레인하드티 cc-124보다 높은 엽록소 농도 특성, 높은 노화 저항성 특성, 높은 생장 속도 특성, 높은 세포 포화도 특성 및 높은 전분 함량 특성이 나타나는 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사선은 감마선으로 시간당 20 내지 40 그레이(Gray)로 완조사하여 감마선의 흡수선량이 80 내지 120 그레이인 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 유전자자리 Cre09.g402219.t2.1, Cre03.g204577.t1.1, Cre09.g399250.t1.2, Cre02.g082750.t1.2 및 Cre01.g066917.t1.1에 위치한 유전자의 발현이 증가한 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2의 유전자 위치번호 Cre06.g260700.t1.2, Cre14.g629920.t1.1, Cre17.g714150.t1.1 및 Cre03.g207250.t1.2에 위치한 유전자의 발현이 감소한 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 클라미도모나스 레인하드티 Arti-BE2(수탁번호: KCTC12956BP) 또는 이의 배양액을 포함하는 전분 제조용 미생물 제제.
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