제주대학교는 대학원 생물학과 석·박사통합과정생인 김민지(지도 교수 박수제) 씨가 주저자로 발표한 논문이 미국미생물학회(American Society for Microbiology)가 발행하는 미생물학 분야의 국제저명학술지 Microbiology Spectrum (5-yr IF 5.9, JCR 상위 30%이내)에 게재 승인됐다고 밝혔다.

이 논문은 세균성냉수증(bacterial cold water disease)의 주요 기회성 병원균으로 알려져 있는 Flavobacterium 속의 범유전체 (Pangenome) 연구에 대한 것이다. 이들 미생물은 기회성병원성에 대한 부분을 포함하여 매우 제한된 부분에서 연구가 이뤄지고 있다.

이번 연구에서는 제주 전복 장내 환경을 비롯한 국내 다양한 환경으로부터 분리된 Flavobacterium 속의 미생물 20종을 포함, 총 187종의 유전체를 확보하여 대용량 유전체 분석을 통하여 미생물의 대사적 특성, 유전체다양성, 환경적응 그리고 진화 등에 관한 결과를 포함하고 있다.

대용량 유전체 분석을 통하여, 이번 연구에서 처음 확인된 주요 결과들은  Flavobacterium 속의 미생물들은 다양한 탄수화물을 분해할 수 있는 특성을 비롯하여 수평적유전자전달을 통하여 항바이러스 (viral silalidase) 및 프로파지(prophage) 유전자들을 획득하였을 것이라는 예측됐다.

특히, 국내 토양환경으로부터 분리된 이들 속의 몇몇 미생물들이 세균 광활성 단백질인 프로테오로돕신(proteorhodopsin)을 지녔으며, 이 단백질이 빛과 호기적 조건의 산화적 스트레스에 반응한다는 사실을 실험적으로 확인했다.

이러한 대용량-범유전체 분석연구는 아직 밝혀지지 않은 미생물의 잠재된 특성을 밝힐 수 있으며, 이들의 생태·생리학적 특성 규명을 비롯하여 미생물 유래 신물질 활용 가능성을 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.

지도교수인 박수제 생물학과 교수는 “대용량-범유전체 연구는 단순 유전자 분석에서 벗어나 높은 생리·생화학적 지식을 요구하는 매우 도전적인 연구 분야로, 앞으로도 유행을 좇는 것이 아닌 긴 호흡의 기초연구를 지속할 것”이라고 밝혔다.

석·박사통합과정생인 김민지씨는 올해 초 대학원혁신실로부터 연구성과 우수 장학생으로 선발된 바 있다.

참고자료: 자생세균에서 빛에 민감한 유전자 발견, 광바이오 센서 등 상용화 기대

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