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해양극한 유전자 신기능 발굴 및 활용기술개발 최종보고서

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Academic year: 2023

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해양 및 극한 유전자의 새로운 기능 발굴 및 활용 기술 개발 유전자 분석을 통한 해양 미생물의 생태학적 기능 규명. 및 AOM과 관련된 기능적 유전자의 특성.

SUMMARY & KEYWORDS

Discovery and application of novel functional genes and proteins from marine and extreme genomic resources

Objectives of the Project

Necessities of the Project

The in-depth study of gene discovery function is a process that adds value to genetic information and should be promoted for the application of genomic information produced. In addition to research on technologies for industrial application, the genetic information gained and the technologies established can be applied to understand the ecological process in ocean environments. Through the molecular ecological approach, such as prokaryotic diversity investigation and metagenomic analysis in the East Sea, a miniature ocean, will provide information on the biogeochemical process and may promote knowledge of the effects of environmental changes due to greenhouse gases and/or climate change.

Understanding biogeochemical process in the Middle East Sea (lineage of 37ON) via analysis of seasonal and spatial dynamics of prokaryotes: prokaryotic diversity, metagenomics, seasonal analysis (Sep. 2014, Apr. 2015, & Feb. 2016). Molecular biological approach to understand the fate (production, degradation etc.) of methane hydrate: methane seepage area of ​​the Baltic Sea, diversity, metagenome.

  • Study on marine functional genomics and its application into drug development
  • Analysis of jellyfish genome
    • Establishment of the microbial platform for production of biochemical materials
  • Acquisition of microorganisms that degrade marine biomass or transforming C1-compounds
  • Acquisition and characterization of genetic resources for marine biomass degradation Genome of Microbulbifer thermotolerans MEBiC11484 was 4.1 Mbps with 3,727 CDS and a
  • Establishment of platform technology for biochemical materials production based on marine and extreme microorganisms
    • Analysis of ecological function of marine prokaryotes via molecular biological approach
  • Analysis of pelagic microbial diversity and function via molecular ecological approach To understand diversity and ecological functions of prokaryotes in marine pelagic environments,
  • Diversity and functional analysis of light-driven pumping rhodopsins in marine Flavobacteria
  • Metagenomic analysis of anaerobic methane oxidation in marine sediments of Ulleung Basin Only approximately 1% of all the methane released from the reservoirs successfully reaches oxic

Analysis and discovery of a C1-based metabolic pathway: experimentally demonstrated general mechanism of formate-specific energy metabolism in a hyperthermophilic archaeon, T. Based on these results, we concluded that light positively affects the relative expression levels of three rhodopsin genes in the flavobacterium, Nonlabens sp. However, in the analysis of the mapping of metagenomic reads to reference genomes, the majority of sequences were mapped to ANME-1 draft genomes and not to methanogen genomes.

Development and application of microbial platform

The result of the marker gene analysis of the seven-step feedback pathway of methanogenesis showed that the mer and hdrDE homolog genes could not be found, which could be a unique feature of ANME-1. Overall, detailed investigation of microbial communities and metagenomic data has greatly improved our understanding of the diversity, habitat preferences, and functions of microorganisms. The ACC subsurface sediment was dominated by ANME-1 and ANME-2, while the SMTZ was dominated by ANME-1b.

Molecular biological approach for studying ecological role of marine microorganisms

Collected microbial resources can be used by the project for fixing C1 compounds or degrading marine biomass etc. Experimental identification of the function of specific marine genes and their relation to human diseases ··· 66 4.

해양 게놈 연구는 해양 미생물을 중심으로 이루어졌습니다. 이 연구 부서에는 게놈 결과 초안 1개와 재배열 결과 3개가 있습니다. 선택적 스위프 분석은 개체군의 유전정보가 필요하므로 밍크고래로부터 얻은 유전정보를 이용하여 개체군 수준의 진화 연구가 가능하다. B) 반구 수면(USWS, unihemispheric slow wave sleep)에서 일주기 리듬의 변화: MTNR1A(멜라토닌 수용체 1A), 1B. C) 지방 축적: ADRB3(β3 아드레날린 수용체, 지방분해 및 열발생), NPBWR2(신경펩티드 B/W 수용체 2, 음식 섭취), NPSR1(신경펩티드 S 수용체 1, 음식 섭취).

혈관 신생에서 고래 특이 유전자(FGF11)의 기능. mRNA는 oligodT를 사용하여 총 RNA 2 μg에서 분리되었습니다. 고체배지의 경우 혈청병 또는 페트리디쉬에 담긴 배지에 1.5% 한천을 첨가한 후 위와 동일한 과정으로 준비하였다. 식민지)를 얻었다.

위 표의 관련성을 기반으로 체계적인 분석을 수행했습니다. 이 연구는 HAWD5 균주에 대해 수행되었습니다. GA20을 사용했지만 게놈 해독은 PacBio 시스템으로 최종 완료되었습니다.

12종의 경우 BLAST 검색 과정을 통해 예측된 유전자 도메인을 확인하여 검출하였다. SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis)를 이용하여 확인하였다. 게놈 크기와 GC 함량이 Thermoanaerobacter 종과 유사한 것을 확인하였다(도 96). kivui 균주의 게놈 지도.

각각의 재조합 DNA를 구축하여 ΔTON_1323주에 형질전환하고 PCR법에 의해 single crossover homologous recombination에 의해 게놈에 통합됨을 확인하여 마커로 사용할 수 있음을 확인하였다(도 109). 아그 마틴 기반 양성 선택 시스템. 또한, 이소부탄올 및 그 유도체는 고품질의 대체 연료 및 휘발유 첨가제로 사용될 수 있습니다. 이는 이소부탄올이 또 다른 바이오연료인 바이오에탄올보다 에너지 밀도가 휘발유에 가깝고 친수성이 낮아 휘발유와 높은 비율로 혼합할 수 있기 때문이다. 송유관 등 기존 송유관을 통해 수송할 수 있다는 장점이 있기 때문이다.

[표  1].  해양·극한  생물분자유전체  연구  사업에서  수행한  유전체  해독  현황
[표 1]. 해양·극한 생물분자유전체 연구 사업에서 수행한 유전체 해독 현황

Surface

이는 원핵생물 군집이 시간에 따라 크게 변동하지 않음을 보여 표층의 생태환경 변화가 심해의 생지화학에 큰 영향을 미치지 않을 가능성을 시사한다.

Deep

반면 심층에서는 Flavobacteriales와 Rhodobacteriales의 비율이 크게 감소한 반면, SAR11군 다음으로 Oceanospirillales속 세균과 함께 Marinimicrobia(SAR406), SAR324에 속하는 세균이 우세한 것으로 나타났다. 표면과 심해 원핵 생물 군집 사이의 이러한 뚜렷한 차이점은 두 층에서 원핵 생물에 의한 생지 화학 순환이 다르다는 것을 암시합니다. 종 수준에서 원핵 군집 특성을 식별하기 위해 4% 이상의 비율로 최소 한 번 이상 나타납니다.

그 중 가장 우세한 OTU는 거의 모든 지층에서 10% 이상 분포하였고, 나머지 2개의 OTU는 표층과 하층에서 각각 높은 비율을 나타내어 수심에 따라 분포가 다른 두 개의 뚜렷한 생태형이 있음을 시사하였다. 하나의 OTU만이 SAR324 그룹 Deltaproteobacteria에 속했으며 표층에서는 거의 발견되지 않았지만 1000m 이하의 심해에서 많이 나타났습니다. 결과적으로, 이들 그룹의 박테리아는 부착성 콜로니보다 자유 생활 콜로니에서 상대적으로 더 높습니다.

한편, Erythrobacter와 Paracoccus는 3 μm 이상의 크기 구배에서 심해 시료에서 상대적으로 높게 나타나 이러한 Alphaproteobacteria 그룹이 심해 부유물에서 물질 순환에 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다. 발트해 원핵생물 군집 구성 분석 결과는 독립영양 원핵생물이 심해에 비교적 높은 빈도로 분포할 가능성을 시사한다. 약 10m 깊이에서 표층과 저산소 수층에서 원핵생물의 군집 구성에 분명한 차이가 있었다[Fig.

마산만 표층과 하층의 물질순환 특성을 파악하기 위해 메타게놈 분석을 실시하였고, 질소, 인, 황 순환과 관련된 유전자의 분포를 비교하였다(Figure 147).

[그림  139].  Heatmap  showing  the  relative  percentages  of  sequences  belonging  to  each  order
[그림 139]. Heatmap showing the relative percentages of sequences belonging to each order

수치

[그림  7].  Biorefinery의  R&D,  R&BD  demonstration  project  현황  (미국,  DOE)
[그림  8].  DOE의  Biorefinery  R&D,  R&BD  로드맵
[그림  9].미국  DOE의  e-fuel  프로그램  대상  미생물  모식도
[그림  16]  Overview  of  combining  structural  biology  with  synthetic  biology
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참조

Outline

관련 문서

WWRF 29차 회의 에서는 회의 주제가 ‘Wireless World 2020’라고 명명되어 있는 것과 같이, 향후 머지 않아 도래하는 고속 데이터 트래픽 증가 추세에 대한 현실 수용과