KR20140115560A - 기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체 개질 방법 및 이에 사용되는 장치 - Google Patents

기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체 개질 방법 및 이에 사용되는 장치 Download PDF

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인하대학교 산학협력단
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Abstract

본원은 형태적 변화가 수반되는 기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체의 개질 방법 및 장치가 개시된다. 본원에 따른 방법은 단세포 생물체의 형태적 변화를 통해 세포 성장 또는 지질 생산과 같은 특성의 변화를 유도할 수 있으며, 이는 단세포 생물체가 유용한 특성을 갖도록 개질하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Description

기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체 개질 방법 및 이에 사용되는 장치 {Method of modifying characteristics of cells by mechanical stress and device for the same}
본원은 스트레스를 이용한 단세포 생물체 특성을 개질하는 것에 관한 것이다.
박테리아, 효모, 및 미세조류를 포함하는 여러 단세포 생물체는 농업, 축산, 수산, 의약 및 자원 분야에서 다양한 목적으로 이용된다. 예를 들면 박테리아 및 효모는 의약용 단백질 발현에 널리 사용되며, 특히 미세조류는 광에너지와 이산화탄소 및 무기물질로부터 바이오디젤로 전환이 가능한 중성지질을 다량 생산할 수 있는 능력이 있어 근래 화석연료 사용량의 급증으로 인한 에너지자원 고갈문제 및 온실가스 배출에 따른 지구온난화 문제를 해결할 수 있는 대안의 하나로 주목받고 있다.
미세조류는 클로로필, 카로티노이드, 파이코빌린스 등과 같은 색소를 함유하고 있으며 광합성을 통해 세포성장 및 이에 필요한 유기물질을 합성할 수 있는 단세포성 조류를 미세조류 (microalgae)라 하며, 대부분의 식물성 플랑크톤이 이에 속한다. 현재까지 수십만 종이 넘는 미세조류가 담수 및 해양생태계에 존재하는 것으로 보고되고 있으며 여러 목적을 위해 연구개발이 시도되고 있으나 유전자조작의 한계 등으로 인하여 생산성 향상을 위한 균주개량 등에 많은 어려움에 직면해 있다.
따라서 이러한 미세조류의 효율적 이용을 위해, 목적에 맞는 최적의 균주개발, 배지 최적화, 최적 반응기 설계, 대사공정과 생산물 정제 등을 위해 미세조류의 개질이 필요하다. 한 가지 방법은 빛, 이산화탄소, 온도, 삼투압 등을 포함하는 주변 환경에 따른 화학적 스트레스에 따라 성장 및 광합성 효율에 차이를 보이는 성질을 이용하는 것이다. 예를 들면 질소고갈 환경에서 트리아실글리세롤 및 디아실글리세롤과 같은 지질은 저장하게 된다. 다른 방법은 유전자 조작을 통한 개질로, 미국 공개특허공보 제2012-0322157호는 스트레스에 의해 유발된 지질 트리거에 관한 것으로, 특정 단백질을 도입하여 지질 생산량을 증가시키는 방법을 개시한다.
공지된 방법과 비교하여, 조작이 간편하고 신속하게 수행할 수 있는 개질 방법 및 장치의 개발이 필요하다.
본원은 유전자 조작 등의 방법과 비교하여 간편하고 신속하게 단세포 생물체를 개질 할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
한 양태에서 본원은 형태적 변화가 수반되는 기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체의 개질 방법을 제공한다. 본원에서 기계적 스트레스는 다양한 물리적 스트레스를 포함하는 것으로, 이에 의해 변화되는 세포내 화학적 변화 수반을 포함하는 것으로, 예를 들면 막-접촉 스트레스 또는 유체 스트레스이나, 이로 제한하는 것은 아니다.
본원에 따른 일 구현예에서 기계적 스트레스로 인한 개질은 세포 성장 또는 지질성분 생성 및/또는 변화와 관련된 것이다.
본원에 따른 일 구현예에서 단세포 생물체는 예를 들면 미세조류로 예를 들면 녹조류, 규조류, 홍조류, 편모류, 담록조류, 갈색 편모조류, 황녹색조류, 와편모류, 또는 남조류를 포함하나, 이로 제한하는 것은 아니다. 특히 클라미도모나스 속 (Chlamydomonas spp), 로도모나스 속(Rhodomonas spp.), 크루모나스 속 (Chroomonas spp) 중 하나 이상을 포함하는 갈색 편모조류를 포함한다.
다른 양태에서 본원은 본원에 따른 방법에 따라 개질된 단세포 생물체를 제공한다.
또 다른 양태에서 본원은 본원에 따른 방법에 사용될 수 있는 기계적 스트레스 유발용 미세유체 장치에 관한 것이다. 본원에 따른 일 구현예에서 상기 장치는 제1 공간; 상기 제1 공간과 별개로 형성되는 제2 공간; 및 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 사이에 유체소통가능하게 형성된 복수개의 채널부를 포함한다. 본원 장치에 포함되는 채널은 단세포 생물체에 기계적 스트레스를 가할 수 있도록, 채용되는 단세포 생물체의 직경과 같거나 낮은 높이를 갖는다. 본원에 따른 일 구현예에서 미세조류가 사용되는 경우, 채널의 높이는 약 3-4 μm이나, 이로 제한하는 것은 아니다.
본원에 따른 장치는 채용되는 단세포 생물체에 독성이 없고, 필요한 경우, 빛이 통과할 수 있는 다양한 재료로 제작될 수 있으며, 예를 들면 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크릴레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리시클릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides) 또는 폴리우레탄(polyurethanes)를 포함한다.
본원에 따른 형태적 변화가 수반되는 기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체의 개질 방법 및 장치는 단세포 생물체의 형태적 변화를 통해 세포 성장 또는 지질 생산과 같은 특성의 변화를 발생하게 하여 단세포 생물체가 유용한 특성을 갖도록 개질하는데 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 미세유체 장치의 모식도 이다.
도 2는 본원의 일 구현예에 따른 미세유체 장치를 이용하여 가해지는 기계적 스트레스를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본원의 일 구현예에 따른 미세유체 장치를 사용하여 기계적 스트레스 하에서 배양되는 클라미도모나스 레인하드티아이 (Chlamydomonas reinhardtii)의 시간 경과 (12시간-A, 24시간-B, 36시간-C, 48시간-D)에 따른 세포 분열 양상을 관찰한 현미경 사진이다. 세포 칩 내로 주입 후 첫 분열까지는 세포의 크기가 최대 (직경 약 10μm) 까지 성장하지만, 첫 분열이 지난 후에는 세포의 크기는 처음과 같은 크기로 성장하지 않으며, 분열 개수는 보통 클라미도모나스 레인하드티아이가 2-8개로 무작위 분열을 한다고 알려져 있는 바와는 달리 다수의 세포가 8개 (간혹 4개)로 분열하였다.
도 4는 본원의 일 구현예에 따른 미세유체 장치 및 스트레스가 가해지지 않은 대조군 환경에서 배양된 클라미도모나스 레인하드티아이의 지방함량 생성차이 분석한 공초점 현미경 관찰 결과이다. 왼쪽은 지방을 나일레드로 염색해서 공초점 현미경으로 관찰한 것이고 오른쪽 사진은 광학현미경으로 관찰한 것이다.
도 5는 본원의 일 구현예에 따른 미세유체 장치 및 스트레스가 가해지지 않은 대조군 환경과 기본 배양 시스템인 shaking incubator, 그리고 물리적인 움직임이 없는 단지 배양 접시에서 배양된 클라미도모나스 레인하드티아이의 Diglyceride acyltransferase (DGAT) 유전자의 발현을 분석한 결과이다.
도 6은 본원에 적용될 수 있는 일반적 미세유체 장치의 제조 과정을 도식적으로 나타낸 것이다. 마스터는 소프트 리쏘그라피 방법의 일반적 특징으로 지속적 사용이 가능하다.
본원은 형태적 변화가 수반되는 기계적 스트레스를 통해 단세포 생물체의 특징을 개질 할 수 있다는 발견에 근거한 것이다.
한 양태에서 본원은 형태적 변화가 수반되는 기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체의 개질 방법에 관한 것이다.
본원에서 사용된 용어 기계적 스트레스란 화학적 스트레스와 대비되는 물리적 스트레스를 일컫는 것으로, 막접촉 스트레스, 유체 스트레스를 포함하는 것이다.
본원에서 막접촉 스트레스란 생물학적으로 세포와 같이 외부 환경과 막 혹은 벽으로 구분 지어서 존재하는 것에 물리적인 압력을 가하였을 때, 발생하는 자극을 칭한다. 물리적 자극이 가해졌을 때, 세포 내부적으로 다양한 화학적인 변화 (mechanotransduction)가 유도되며 이러한 것도 포함한다.
본원에서 유체 스트레스란 유체의 흐름에 의해 주변 환경 및 존재하는 물질에 물리적인 자극을 가하는 것으로 그 예로는 전단응력이 있다. 유체의 속력에 따라 그 자극의 정도가 결정되는 물리적 스트레스 이며, 세포의 관점에서는 유체 스트레스에 의한 세포 내부적으로 요소의 다양한 화학적인 변화가 유도되며 이러한 것도 포함한다.
본원에서 사용된 용어“단세포 생물체”, “세포”또는“균주”는 상호 교환적으로 사용되며, 이는 운동성이 있으며 빛에 대해 반응, 주광성을 나타내는 다양한 단세포 생물을 일컫는 것으로 예를 들면 광합성 세균 또는 박테리아, 광합성을 할 수 있는 유글레나와 같은 원생동물 또는 미세조류를 포함한다. 한 구현예에서, 미세조류는 녹조류, 규조류, 홍조류, 편모류, 담록조류, 갈색 편모조류, 황녹색조류, 와편모류, 또는 남조류인, 예를 들면 녹조류 (Chlorella, Dunaliella, Scenedesmus, Haematococcus, Nannochloris 등), 규조류 (Skeletonema, Thalassiosira, Phaeodactylum, Chaetoceros 등), 홍조류 (Porphyridium cruentum, Galdieria 등), 편모류 (Isochrysis, Pavlova 등), 담록조류 (Tetraselmis, Pyramimonas), 갈색 편모조류 (Chlamydomonas, Rhodomonas, Chroomonas 등), 황녹색조류 (Olistodiscus 등), 와편모류 (Crypthecodinium, Alexandrium, Gymnodinium, Chattonella, Karenia 등), 남조류 (Spirulina, Synechococcus, Synechocystis, Cyanidium 등)를 들 수 있으나, 이로 제한하는 것은 아니다. 일 구현예에서는 갈색 편모조류, 특히 Chlamydomonas spp., Rhodomonas spp., Chroomonas spp , 더욱 특히 클라미도모나스 레인하드티아이(Chlamydomonas reinhardtii)가 사용되나, 이로 제한하는 것은 아니다.
본원에 따른 개질이란, 단세포 생물체에서 개량하고자 하는 하나 이상의 특성이 변화 예를 들면 개선, 향상된 것으로, 단세포 생물체의 최종 용도에 따라 다양한 특성이 포함될 수 있다. 예를 들면 단세포 생물체로서 미세조류가 사용되는 경우, 광합성과 관련된 특성, 성장속도의 변화, 지질함량 및/또는 지질성분의 변화 등을 포함할 수 있으나 이로 제한하는 것은 아니다. 개선된 정도를 파악하기 위해, 개질되지 않은 단세포 생물체에서 상응하는 특성과 비교할 수 있으며, 당업자라면, 개선된 특징을 고려하여 적절한 기준을 선택할 수 있을 것이며, 예를 들면 대조군과 대비하여 예를 들면 약 5% 이상, 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 100% 이상 개선된 것을 목적하는 개질된 단세포 생물체로 선별할 수 있을 것이다. 기계적 스트레스에 의해 분열이 촉진되는 경우, 대량생산에 용이하게 사용될 수 있다. 본원에 따른 일 구현예에서는 기계적인 자극에 반응하는 세포 내 지질 합성 효소로서 지질합성 양을 나타낼 수 있는 지표인 DGAT(diglyceride acyltransferase) 발현여부를 분석한 결과, 그 발현에 유의한 변화가 있었다. 본원에서 지질 생성이란, 지방산 및/또는 글리세롤의 생산 및/또는 축적을 통해 지질함량의 변화 또는 지질 프로파일의 변화를 유발하는 것이다. 본원에서 지질이란, 예를 들면 트리클리세롤 (triacylglycerol (TAG)), 다아실글리세롤 (diacylglycerol (DAG)), 글리코글리세롤(glycosylglycerol), 중성 축적 지방, 극성지방, 왁스, 스테롤, 모노글리세라이드, 디글리세라이드, 트리글리세라이드, 포스포리피드, 지방산아실, 글리세로리피드, 글리세로포스포리피드, 스테롤리피드, 지방산 유도체, 또는 그 조합을 포함하는 것이나 이로 제한하는 것은 아니다. 본원에 따른 일 구현예에서 지질 생성과 관련된 유전자를 분석한 결과, 발현에 유의한 변화가 있었다. 이는 기계적 스트레스에 의해 세포에 변화가 유발되는 것을 나타낸다.
또 다른 측면에서 본원은 상술한 본원의 방법에 사용될 수 있는 장치에 관한 것이다. 하지만 본원의 방법은 본원의 방법을 달성하는 한 다양한 장치에 사용될 수 있음은 당업자에게 자명한 것이다. 즉 본원의 장치는 물론, 본원의 장치의 각 구성과 상응하는 부위를 갖는 이러한 목적을 달성할 수 있는 다른 장치가 사용될 수 있다. 이하 본원의 장치에 포함된 구성 및 그에 따른 명칭을 예로 들어 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발명을 이해하고 해석함에 있어서는 상응하는 구성으로 해석되어야 한다.
한 양태에서 본원은 제1 공간; 상기 제1 공간과 별개로 형성되는 제2 공간; 및 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 사이에 상기 공간과 유체소통가능하게 형성된 복수개의 채널부를 포함하는, 기계적 스트레스 유발용 미세유체 장치에 관한 것이다.
본원에 따른 장치에서 상기 기계적 스트레스는 막-접촉 스트레스 또는 유체스트레스를 포함하는 것이며, 이에 관한 설명은 앞서 언급한 바와 같다.
예시적인 도 1을 참조하면, 제 1 공간(a) 및 제 2 공간(b)은 미생물의 입출이 가능한 구조로 상기 공간 사이에 형성된 채널부(c)의 채널 또는 채널을 통해 단세포 생물체 입출을 가능하게 하며,또한 채널에 배지를 공급하는 기능을 하는 것으로, 다양한 크기로 제작될 수 있다.
제 1 공간과 제 2 공간 사이에 형성된 채널을 미생물에 기계적 스트레스를 가하기 위한 공간으로 채용되는 미생물의 크기에 맞추어 다양한 크기로 제작될 수 있다. 한 구현에에서는 클라미도모나스가 사용되며 이 경우 높이는 약 3-4μm, 폭은 약 100μm이며, 채널의 길이는 약 2mm이나, 이로 제한하는 것은 아니다.
본원의 미세유체 장치에 포함되는 각 구성은 사용되는 단세포 생물체에 대한 독성이 없고 다공성으로 생물활성에 필요한 물질전달이 용이하며, 단세포 생물체의 이동을 방해하지 않는 재질, 또는 상기 특징을 갖도록 전처리된 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 물질로는 예를 들면, 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane,PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크릴레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리시클릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides) 또는 폴리우레탄(polyurethanes) 등을 들 수 있으나 이로 제한하는 것은 아니다.
본원에 따른 미세유체 장치는 상기 장치가 부착되어 사용되는 기판을 추가로 포함할 수 있다. 기판은 유리, 플라스틱 등과 같은 세포에 독성이 없으며, 본원에서 미세유체 장치의 재질보다 강한 강도를 가지는 것이 바람직하다.
본원에 따른 장치가 다른 기판과 함께 이에 부착되어 사용되는 경우, 상기 제1 공간 및 제2 공간 사이에 연장되어 형성된 채널의 상기 기판과 면하는 부위는 기판과 유체소통가능하도록 열린 구조로, 여기에 단세포 생물체를 추가한 후, 기판에 부착하여 사용한다.
미세유체 장치와 기판은 산소 플라즈마 본딩으로 부착될 수 있다. 플라즈마 처리에 의해 기판과 미세유체 장치의 표면이 활성화되어 OH기가 생성되고, 이로 인해 부착이 가능하다.
본원에 따른 장치는 복수개의 채널을 포함하며, 채널의 크기 (dimension)는 적용되는 단세포 생물체에 기계적 스트레스를 가할 수 있는 크기를 갖도록 제작된다.
본원에 따른 장치의 사용법을 설명하면 상기 미세유체 장치의 채널부의 각 채널에 배양액 중의 대상 단세포 생물체를 주입한 후, 이 위에 플라즈마가 처리된 기판을 부착시킨 후, 일정 시간 동안 단세포 생물체를 배양한다. 일정시간이란 형태 변화에 의해 세포 성장, 지질관련 특성의 변화에 충분한 시간을 일컫는 것으로 구체적으로 적용되는 단세포 생물체의 종류에 따라 상이할 것이다. 예를 들면 미세조류, 예컨대 클라미도모나스를 사용하는 경우, 배양시간은 약 6 시간 내지 36시간으로, 특히 6시간, 12시간, 24시간, 36시간이다.
배양 후 단세포 생물체의 회수를 위해서는 채널부를 제거한 후 기판에 있는 단세포 생물체를 회수하면 된다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1 미세유체 장치의 제작
미세유체 장치는 실리콘 기판에 음성감광제 SU-8 2-25을 회전도포한 후, 디자인된 마스크를 덮고 자외선노광기를 이용하여 자외선에 노출시켜 포토리소그래피 (photo-lithography)를 통해 제작되었으며, 고분자 PDMS (Polydimethylsiloxane)와 경화제를 10:1의 비율로 혼합하여 포토리소그래피로 제작된 SU-8 몰드위에 제작하였다. 완성된 PDMS 미세유체 장치는 플라즈마 처리를 통해 기판과 결합시켰다. 제작된 장치는 제작된 장치는 도 1에 기재되어 있다.
실시예 2 기계적 스트레스 유발
실시예 1에 따른 장치를 이용하여 다음과 같이 클라미도모나스 레인하드티아이 (Chlamydomonas renihardtii), 야생형 (wild type) 균주 JL428에 막접촉 스트레스를 유발하였다.
미세조류는 TAP 배지(Cat. A13798, GIBCO)에서 배양하였다. 실시예 1의 장치의 채널 부의 각 채널에 세포를 주입한 후, 여기에 기판으로 사용되는 플라즈마 처리된 유리 기판을 부착한 후, 23℃에서 12시간의 명암 주기로 하여 6시간, 12시간, 1일, 2일, 3일로 각각 배양하였다.
실시예 3 기계적 스트레스 유발에 의한 세포 특성 변화
실시예 3-1 지질함량 분석
기계적 스트레스가 지질생성에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 실시예 2에서 배양한 미세조류에 대한 지질함량의 차이를 20% DMSO 및 나일레드 (Nile Red)(Sigma Aldrich Korea, 19123-10MG) 1μg/ml를 포함하는 염색 용액으로 염색한 후 현미경으로 관찰하였다. 염색반응은 40℃수조에서 10분간 암반응 후 콘포칼 현미경 (LSM 510 META, USA)를 이용해 excitation 543nm, emission 630nm에서 x630 배율로 측정하였다. 결과는 도 4에 기재되어 있다. 도 4에 나타난 바와 같이 미세 유체 기기 내에 주입한 단세포 미세조류는 막접촉 스트레스가 가해졌으며, 이로 인하여 세포 내부적으로 지질합성에 관여하는 인자의 기전에 영향이 있음을 나타내는 것이다. 그 결과, 표현형으로 지질 덩어리(lipid body)가 형성되었고, 스트레스가 가해진 것과 그렇지 않은 단세포 미세조류에서의 지질 생성 정도에 확연한 차이를 보인다.
실시예 3-2 지질 생성과 관련된 유전자 발현 변화 분석
본 실시예에서는 과발현시 지질의 합성량을 증가시킨다고 알려진 DGAT(Diacylglycerol Acyltransferase)의 발현변화를 정량 RT-PCR (역전사 PCR) 방법으로 분석하였다. 실시예 2의 미세조류에서 RNeasy Plant Mini kit (QIAGEN)을 사용하여 mRNA를 추출하였다. 게놈 DNA를 제거하기 위하여, DNase I (RNase-Free DNase Set) 을 25℃에서 20분간 처리하였으며, QuantiFast Reverse Transcription Kit을 사용하여 cDNA를 합성하였다. cDNA 20-30ng를 주형으로 사용하여, 프라이머 서열 : Forward (5’-CCCGGAGGGCACGTGTAT-3') 및 Reverse (5’-CCGCGACAGCTAGGTTCCA-3’)를 사용하여 다음의 조건으로 Rotor-Gene Q (QIAGEN) 장비에서 정량 PCR 분석을 수행하였다. PCR 조건 : SYBR (QuantiFast SYBR Green PCR Kit, QIAGEN) 10μl, cDNA (3μl), 각 프라이머(1mM) 각각 1μl씩, 그리고 핵산분해효소가 없는 물(Nuclease free water)을 첨가하였다 (총 부피 20μl). PCR 수행은 초기 반응 95℃로 5min 후 95℃에서 30초, 60℃에서 10초, 45 주기를 수행하였다. 결과는 도 5에 기재되어 있다. 도 5에 기재된 바와 같이 기계적 스트레스를 가한 경우, 미세유체 기기 내에서 배양한 세포에서 1 일차에 급격히 DGAT의 발현이 증가하였으며, 2 일차에는 일반 배양 시스템 및 물리적 자극이 없는 시스템과 유사한 수준으로 발현이 조절되었을음 확인할 수 있다. 이는 기계적 스트레스에 의해 배양 초기 지질 합성 효소가 과 발현되어 지질 생성이 증가되었음을 나타내는 것이다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.

Claims (12)

  1. 형태적 변화가 수반되는 기계적 스트레스를 이용한 단세포 생물체의 개질 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기계적 스트레스는 막-접촉 스트레스 또는 유체 스트레스인, 단세포 생물체의 개질 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 개질은 세포 성장 또는 지질성분 생성과 관련된 것인, 단세포 생물체의 개질 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 단세포 생물체는 미세조류인, 단세포 생물체의 개질 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 미세조류는 녹조류, 규조류, 홍조류, 편모류, 담록조류, 갈색 편모조류, 황녹색조류, 와편모류, 또는 남조류인, 단세포 생물체의 개질 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미세조류는 클라미도모나스 속 (Chlamydomonas spp), 로도모나스 속(Rhodomonas spp.), 크루모나스 속 (Chroomonas spp) 중 하나 이상을 포함하는 갈색 편모조류인, 단세포 생물체의 개질 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 개질된 단세포 생물체.
  8. 제1 공간;
    상기 제1 공간과 별개로 형성되는 제2 공간; 및
    상기 제1 공간 및 상기 제2 공간 사이에 유체소통가능하게 형성된 복수개의 채널부를 포함하는, 기계적 스트레스 유발용 미세유체 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기계적 스트레스는 막-접촉 스트레스 또는 유체스트레스인, 기계적 스트레스 유발용 미세유체 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 채널은 상기 단세포 생물체에 기계적 스트레스를 가할 수 있도록 상기 단세포 생물체의 직경과 같거나 낮은 높이를 갖는 것인, 기계적 스트레스 유발용 미세유체 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 단세포 생물체는 미세조류이며, 상기 채널의 높이는 3-4 μm인, 기계적 스트레스 유발용 미세유체 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 장치는 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크릴레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리시클릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides) 또는 폴리우레탄(polyurethanes)으로 제조되는 것인, 미세유체 장치.
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