1. 유전자 조작을 통핚 생산

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1. 유전자 조작을 통핚 생산

2. 대사공학을 이용핚 생산

3. 플라스틱을 만드는 미생물

4. 미생물을 이용핚 그 밖의 물질

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1. 유전자 조작을 통핚 생산 방법에 대해 설명핛 수 있다.

2. 대사공학을 이용핚 생산 방법에 대해 설명핛 수 있다.

3. 플라스틱을 만드는 미생물의 종류와 특징을 설명핛 수 있다.

4. 미생물을 이용핚 그 밖의 물질에 대해 설명핛 수 있다.

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(5)

유전자 조작 기술



유전자 조작 기술의 진보로 DNA를 자유롭게 자르거나 붙이고 세포에 다시 넣을 수 있게 되었음



이 기술을 이용하면 대장균에게 인간의 호르몬을 만들게 할 수도 있음



이것이 가능한 이유는 유전자를 발현하는 원리가 미생물과 동물 같은 생물의 차이를 뛰어넘어 기본적으로 동일하기 때문임

(6)

유전자 조작 ^이란 ?



유전자 조작으로 품종 개량을 하려면, 먼저 유용한 형질을 담당하는 유전자를 벡터라는 DNA 운반체에 라아게이즈라는 풀로 연결함



벡터에는 항생 물질의 유전자도 연결되어 있음

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유전자 조작 식물 ^의 예



건조한 환경에 강한 유전자를 연결한 벡터는 식물에 감염되는 세균에 들어간 뒤 맛이 좋은 토마토의 세포에 도입됨



목적으로 삼은 유전자가 도입되었는지 아닌지는 항생물질에 대한 내성으로 알 수 있음



이제 선발된 세포를 조직 배양하면 맛이 좋고 건조한 환경에도 강하다라는 형질을 지닌 새로운 품종이 탄생함

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유전자 조작 ^{을 통핚} 의약품 생산



유전자 조작은 병을 치료하는 약이나 백신 등의 의약품을 생산하는 데도 이용됨



인슐린이나 백신이 좋은 예임

당뇨병을 위해 인간의 유전자를 대장균에 심어 인간 인슐린을 생산함으로써 치료제화하였음



만성 간질환이나 간암의 원인이 되는 B형 간염은 백신으로 감염을 예방할 수 있는데, B형 간염 바이러스의 유전자를 효모에 넣어 이것을 아기에게 접종해 미래에는 간암이 크게 줄어들 것으로 예상됨

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유전자 조작 식품 ^의 안전성



유전자 조작을 통하여 식물에 해충 저항성 등의 성질을 부여하는 조작이 실시되었으며, 곤충이 먹으면 소화관에 손상을 주는 단백질을 만들어냄



하지만 포유류는 이것을 먹어도 소화관에서 아미노산으로 분해가 되기 때문에 해가 없음



유전자 조작 식품에 대해서는 안전성 심사가 진행되므로 시중에 유통되고 있다면

안전성이 확인된 것이라고 할 수 있음

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재조합 기술 ^과 대사공학 ^의 발전



지난 수십 년간 이루어진 재조합 DNA 기술의 발전은

독창적이고 유익한 특성을 갖는 특정 대사환경을 구축할 수 있는 능력을 제공하여 대사경로 조작을 새로운 시각으로 볼 수 있게 했음

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미생물 대사공학 ^이란 ?



대사공학(metabolic engineering)이란 유전자 재조합기술과 관련 분자생물학 및 화학공학적 기술을 이용하여 새로운 대사회로를 도입하거나 기존의 대사회로를 제거〮증폭〮변경 시켜 세포나 균주의 대사특성을 우리가 원하는 방향으로 바꾸는 일련의 기술을 일컬음

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미생물 대사공학 ^의 이점



대사공학기술을 이용함으로써 기존에 생산하던 유용한 대사산물을 대량 생산하도록 조작할 수 있으며, 새로운 유전자 및 대사회로를 도입함으로써 기존 대사산물의 대량생산, 신규 대사산물의 생산, 원하지 않는 부생산물의 생산저해, 다양하고 값싼 기질의 이용, 난분해성 화합물의 분해능력 등의 특성을 갖도록 생명체의 특성을 개량할 수 있음

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플라스틱 ^{에 대핚} 문제점 ^과 필요성



인류 문명 발전에 필수적인 발명품이었던 플라스틱은 석유와 천연가스를 원료로 삼는데 이들 자원은 언젠가 바닥을 드러낼 것임



따라서 친환경적인 플라스틱을 만들어 내는 것이 필요함

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분해성 플라스틱 ^을 만드는 미생물



미생물이 만드는 분해성 플라스틱에는 폴리에스터, 당류(셀룰로오스, 카드란, 플루란 등), 폴리

아미노산(폴리글루타민산, 폴리리신) 등이 있음

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미생물 ^이 만드는 폴리에스터



poly-β-hydroxybutyrate(PHB) 고분자는 기존의

합성고분자와 물성이 가장 유사한 고분자이며, PHB를 생합성 하는 미생물은 탄소원이 풍부한 환경 하에서 PHB를 생합성 하여 체내에 저장 하였다가 탄소원이 없는 환경이 되면 PHB를 분해 하여 생명활동의 에너지원으로 이용함



따라서 PHB는 동물의 지방이나 식물의

전분(starch)과 유사한 생리적 기능을 가진 물질이라 할 수 있음

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미생물 ^이 만드는 다당류



미생물이 만들어내는 다당류 중에 카드란은 미생물이 생산하는 다당으로 400~500개의 포도당이 결합에 의해 규칙적으로 이어져 있음



용도는 겔화 하는 특성, 높은 식품안전성, 소화되지 않은 성질 등을 이용한 식품분야가 중심이 되고 있음



예를 들어 형태가 변하지 않는 아이스크림의 제조, 기름의 겔화, 다이어트 식품 등에 이용될 수 있음

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미생물 ^이 만드는 폴리아미노산



폴리리신은 알칼리성을 나타내는 아미노산인 라이신이 25~30개 정도 사슬모양으로 연결된 것으로 포도당을 주원료로 하는 배지에 방선균이 자라면서 합성됨



안전성이 높은 염기(알칼리)성 폴리머이기 때문에 식품, 화장품, 의약, 농약, 전자재료 분야에 사용할 수 있음

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스쿠알렌 ^을 만드는 미생물



스쿠알렌(Squalene)은 상어간유, 올리브, 아마란스 씨, 쌀겨, 맥아 등에 많이 함유되어 있는 불포화 탄화수소(C30H50)로서 인체의 여러 조직에도 존재함



스쿠알렌을 생산할 수 있는 미생물을 해양으로부터 분리, 동정하고 그 생리적 특징을 조사하여 스쿠알렌의 대량 생산을 위한 균주로 이용한 예가 있음

(19)

고기맛 ^을 만드는 미생물



미국 업체들에서 육류에 가깝게 맛을 재현한 배양육이 개발되고 있는데 이때 진짜 고기맛을 내게 하는 것은 헤모글로빈의 색소성분인 헴(Heme)이라는 물질에 있음



대장균의 대사회로를 조작해 대장균이 헴을 생산한 뒤 세포 바깥으로 분비하도록 만들면서 헴이 대장균 세포 내에

축적되는 기존의 문제를 해결한 연구 방법도 있음

(20)

미생물은 폴리에스터, 당류, 폴리 아미노산 등의 형태로 플라스틱을 만들어 낼 수 있다.

01

[ 해설 ]

미생물은 다양핚 형태로 플라스틱을 만들어낼 수 있으며 이렇게 만들 어짂 플라스틱은 자연적으로 분해가 된다는 장점이 있다.

O X

(21)

생산자로서의 미생물이 만들어낼 수 있는 물질에는 핚정이 되어 있으며 생산될 수 있는 물질은 거의 개발이 완료되었다고 핛 수 있다.

02

[ 해설 ] 아직까지도 미생물이 만들어낼 수 있는 물질에 대핚 연구와 개발이 계속적으로 이루어지고 있으며 미생물을 활용하여 물질을 생 산하는 방법은 계속해서 발전핛 것이다.

O X

(22)

01 유전자 조작 기술을 통하여 미생물을

활용핚 생산이 시작되었다.

(23)

02 대사공학 기술을 이용하여 기존의

대사회로를 변경하여 미생물이 우리가

원하는 물질을 만들어 낼 수 있도록 핛

수 있다.

(24)

03 다양핚 플라스틱을 만드는 미생물의

종류와 특징을 알아보았다.

(25)

04 미생물을 이용하여 그 밖의 다양핚

물질을 만들 수 있다는 것을 알게 되었다.

(26)

※ 본 강의에 사용하는 모든 자료는 구입 및 CCL에 기반해 제작되었습니다.

• 머리에 쏙쏙! 미생물 노트, 사마키 다케오, 시그마북스

1. 유전자 조작을 통핚 생산

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