▲ 인공 유전자회로 CL-GESS의 구성도 및 개발과정 ⓒ한국연구재단
한국생명공학연구원은 인공 유전자회로 기술 개발을 통해 서해안 갯벌유래 미생물 유전체군에서 ε-카프로락탐(나일론모노머)을 합성하는 새로운 기능의 효소유전자들을 발견했다.
ε-카프로락탐은 나일론 합성섬유를 생산하는 고리구조의 물질로 석유 기반의 벤젠을 원료로 만들어지나, 유가변동 및 환경문제로 바이오 기반의 합성기술 개발 필요성이 부각되고 있다.
연구진은 갯벌에서 추출한 유전체군 메타게놈에서 나일론원료를 합성하는 효소활성 감지 시 형광신호를 내도록 유전자회로를 제작해 미생물 세포에 도입했다.
유전자회로를 도입한 세포들을 초미세반응기로 이용해 짧은 시간동안 효소 반응을 진행한 후, 사용된 세포들을 세포자동해석․분리장치에 1초에 수천 개씩 흘려보내 높은 형광을 띄는 것을 분리하는 기술이다.
이 방식은 단일세포 수준에서 일어나는 미량의 활성조차도 고감도로 감지해 민감도 및 속도의 한계를 동시에 극복할 수 있다.
연구진은 이 기술을 갯벌 메타게놈 분석에 적용해 전혀 새로운 방식의 반응으로 ε-카프로락탐을 형성하는 효소 유전자들을 발견했디.
이번 연구는 네이쳐 커뮤니케이션 (Nature Communications)지에 11월29일자 온라인 판에 게재됐다.
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