¿ÞÂÊ ¸Þ´º ŸÀÌƲ À̹ÌÁö
¿¬±¸µ¿Çâ

Home < ¿­¸°¸¶´ç < ¿¬±¸µ¿Çâ

       Áö´ÉÇü ¼¼Æ÷´ë»çÁ¶Àý ½Ã½ºÅÛÀÇ ÃÖ±Ùµ¿Çâ(°æ»ó´ë ±è¼±¿ø ±³¼ö)
       swkim@nongae.gnu.ac.kr        
       ±è¼±¿ø        2013.07.01 09:50        13267
´Ù¿î·Îµå : Áö´ÉÇü ¼¼Æ÷´ë»çÁ¶Àý ½Ã½ºÅÛÀÇ ÃÖ±Ù µ¿Çâ(°æ»ó´ë ±è¼±¿ø ±³¼ö).pdf(210 Kb)
 

Áö´ÉÇü ¼¼Æ÷´ë»çÁ¶Àý ½Ã½ºÅÛÀÇ ÃÖ±Ùµ¿Çâ

: A dynamic sensor-regulator system

 

 

±è¼±¿ø ±³¼ö

°æ»ó´ëÇб³ ÀÀ¿ë»ý¸í°úÇкÎ

 

¼­·Ð

 

ÇÕ¼º»ý¹°ÇÐÀº Àηù°¡ ¿øÇÏ´Â ¹Ì¼ÇÀ» ºÎ¿©ÇßÀ» ¶§¿¡ ÀÌ°ÍÀ» ¹Þ¾Æ¼­ ½º¸¶Æ®(smart)ÇÏ°Ô Ã³¸®ÇÏ´Â Áö´ÉÇü Àΰø¼¼Æ÷(Intelligent artificial cells)¸¦ ¸¸µå´Â °ÍÀÌ´Ù. Áï ÁÖ¾îÁø ÀÓ¹«¸¦ °¡Àå ÃÖÀûÀÇ ¹æ¹ýÀ» ÀÌ¿ëÇؼ­ È¿À²ÀûÀ¸·Î 󸮸¦ ÇÏ´Â ¼¼Æ÷°¡ Áö´ÉÇü Àΰø¼¼Æ÷¶ó°í ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. Àΰø¼¼Æ÷ Áß¿¡¼­ ºÎ¿©µÈ ÀÓ¹«°¡ ¼ÒÀç¹°ÁúÀÇ ´ë·®»ý»êÀÎ °æ¿ì¿¡ ¼¼Æ÷´Â ÇϳªÀÇ È­ÇаøÀåÀ¸·Î °£ÁÖµÇ°í ¼¼Æ÷°øÀå(Cell Factory)À̶ó°í ºÒ¸®°Ô µÈ´Ù. °á±¹ ÇÕ¼º»ý¹°ÇÐÀº ½ÄÀǾà¼ÒÀç·Î »ç¿ëµÉ ¼ö ÀÖ´Â °íºÎ°¡ ±â´É¼º¹°Áú ¶Ç´Â ±âÁ¸ ¼®À¯À¯·¡ È­ÇмÒÀ縦 ´ëüÇÏ´Â ±â¹ÝÈ­Çй°ÁúÀ» ÃÖÀûÀÇ È¿À²·Î ´ë·®»ý»êÇϵµ·Ï ¼¼Æ÷ÀÇ ´ë»ç°æ·Î¸¦ Áö´ÉÇüÀ¸·Î Àç¼³°èÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. Áö´ÉÇü ´ë»çÁ¶ÀýÀº ´ë»ç°æ·Î¿¡ °ü¿©ÇÏ´Â À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇöÀÌ ´ë»çȯ°æ º¯È­¿¡ ¸ÂÃç¼­ ´Éµ¿ÀûÀ¸·Î ÀÚÀ² Á¶ÀýµÇ´Â °ÍÀ» ÇÊ¿ä·Î ÇÑ´Ù. ÀÌ°ÍÀº ±âÁ¸ ´ë»ç°øÇп¡¼­ À¯ÀüÀÚÀÇ ¹ßÇöÀÌ ¼¼Æ÷³»/¿ÜºÎ ´ë»çȯ°æ º¯È­¿¡ ¹«°üÇÏ°Ô ÇÁ·Î¸ðÅÍÀÇ ¼¼±â, RBS(ribosomal binding site)ÀÇ ¼¼±â, ¹ßÇöº¤ÅÍÀÇ copy number¿¡ ÀÇÇؼ­ °áÁ¤ÀÌ µÇ°í, Çѹø °áÁ¤ÀÌ µÇ¸é ¼¼Æ÷³»¿¡¼­ÀÇ ¹ßÇö·®ÀÌ °íÁ¤µÇ´Â °Í°ú´Â È®¿¬È÷ ±¸ºÐÀÌ µÇ´Â °ÍÀÌ´Ù.

 

¼¼Æ÷´ë»çÈ帧ÀÇ ´ÙÀ̳»¹Í Äܵå·Ñ


»ó±âÀÇ Áö´ÉÇü ´ë»çÁ¶ÀýÀÇ °³³äÀº University of California at BerkeleyÀÇ Jay D. Keasling ±³¼ö°¡ 2010³â Cell Àú³ÎÀÇ Leading Edge Essay Äڳʿ¡¼­ Á¦¾ÈÀ» Çß´Ù. ±×´Â ±âÁ¸ ¹ßÇöº¤ÅÍ¿¡¼­ À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÆÐÅÏÀÌ ÇÁ·Î¸ðÅÍ¿¡ ÀÇÇØ ÀϹæÀûÀ¸·Î °áÁ¤µÇ°í °íÁ¤µÇ´Â °ÍÀ» ´ë»ç°æ·ÎÀÇ Á¤ÀûÁ¶Àý(Static control)À̶ó°í ÇÏ°í, ¼¼Æ÷³»/¿ÜºÎ ´ë»çȯ°æ º¯È­¿¡ µû¶ó¼­ Á¶ÀýµÇ´Â °ÍÀ» ¿ªµ¿ÀûÁ¶Àý(Dynamic control)À̶ó°í Á¤ÀÇÇÏ¿´´Ù. Keasling ±³¼ö´Â ´ë»ç°æ·Î°¡ dynamic control µÉ ¶§¿¡ ºÒÇÊ¿äÇÑ Áß°£´ë»ç¹°ÁúÀÇ ÃàÀû ¾øÀÌ ´ë»çÀÚ¿øÀÌ È¿À²ÀûÀ¸·Î ¸ñÀû»ê¹° »ý»ê¿¡ È°¿ëÀÌ µÇ°í ³¶ºñ°¡ ÃÖ¼ÒÈ­ µÉ °ÍÀ̶ó°í ¿¹ÃøÇß´Ù. ±×´Â ¿¹·Î½á ÁÖº¯ÀÇ ±Õü·®À» ÀÎÁöÇÏ´Â Äõ·Ò¼¾½Ì(Quorum sensing, Á¤Á·¼öÀνÄ)¿¡ ÀÇÇÑ ´ë»ç°æ·Î ¹ßÇöÁ¶ÀýÀÌ ¸ñÀû»ê¹°ÀÇ »ý»ê¼º Çâ»óÀ» À¯µµÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù°í ÁÖÀåÇÏ¿´´Ù(±×¸² 1). 

 

±×¸² 1. ´ë»ç°æ·Î ´ÙÀ̳»¹Í ÄÜÆ®·Ñ. ´ë»çÈ帧 ´ÙÀ̳»¹Í ÄÜÆ®·ÑÀº ´ë»ç°æ·Î ±¸¼º È¿¼ÒµéÀÌ »ó½Ã ¹ßÇöµÇ´Â ¹æ½Ä¿¡ ºñÇØ ´õ ³ôÀº »ý»ê¼ºÀ» ¾òÀ» ¼ö ÀÖÀ½. »ó±â ¿¹ÀÇ ´ÙÀ̳»¹Í ½Ã½ºÅÛ¿¡¼­´Â ¼¼Æ÷³óµµ°¡ ÀÏÁ¤ ³óµµ¿¡ µµ´ÞÇÒ ¶§¿¡¸¸ ´ë»ç°æ·Î ±¸¼º È¿¼ÒµéÀÇ ¹ßÇöÀÌ À¯µµµÇ´Â °ÍÀÓ. (A) ´ë»çÈ帧 ´ÙÀ̳»¹Í ÄÜÆ®·Ñ·¯´Â ¼¾¼­ÆÄÆ®, Ãâ·ÂÆÄÆ®, µÎ ÆÄÆ® »çÀÌÀÇ ¿¬°áÆÄÆ®·Î ±¸¼ºµÊ. (B) ³·Àº ¼¼Æ÷³óµµ¿¡¼­´Â LuxI¿¡¼­ ¸¸µé¾îÁø acyl-homoserine lactoneÀÇ ³óµµ°¡ ³·¾Æ¼­ ¸®¼ÁÅÍÀÌÀÚ ÇÁ·Î¸ðÅÍ Á¶ÀýÀÎÀÚÀÎ LuxRÀÇ È°¼ºÈ­°¡ ¾ÈµÊ. (C) ÀÏÁ¤ ¼¼Æ÷³óµµ¿¡ µµ´ÞÇϸé LuxRÀÌ È°¼ºÈ­ µÇ¾î¼­ Lux promoter (Plux)ÀÇ Á¶ÀýÀ» ¹Þ´Â ´ë»ç°æ·ÎÀÇ À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇöÀÌ À¯µµµÊ. (D) ¼¼Æ÷³óµµ°¡ ¸ñÀû»ê¹° »ý»ê¿¡ ÀûÇÕÇÑ ³óµµ¿¡ µµ´ÞÇßÀ» ¶§¿¡ »ýÇÕ¼º°æ·Î À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇöÀÌ ´õ ³ôÀº »ý»ê¼ºÀ» ¸¸µë. (Ãâó: Cell, Vol. 140, p19-23, Jan. 2010)

 

¹ÙÀÌ¿À¼¾¼­¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÁ¶Àý


»ó±â¿¡¼­ Á¦½ÃµÈ ´ÙÀ̳»¹Í ÄÜÆ®·ÑÀº ´ë»çÈ帧À» ´Éµ¿ÀûÀ¸·Î Á¶ÀýÀ» ÇÒ ¼ö ÀÖ°í ÀÌ°ÍÀÌ °á±¹ »ý»ê¼º Çâ»ó°ú ¿¬°áÀÌ µÉ ¼ö ÀÖ´Ù´Â °ÍÀÌÁö¸¸ ¾î¶² ½ÅÈ£¸¦ ÄÜÆ®·ÑÀÇ ÁöÇ¥·Î »ïÀ» °ÍÀΰ¡¿Í ¾î¶»°Ô ¼±Á¤µÈ ½ÅÈ£¸¦ ÀνÄ(sensing)ÇÒ ¼ö Àִ°¡ ÇÏ´Â °ÍÀÌ ´ÙÀ½ ¹®Á¦·Î Á¦±âµÈ´Ù. ¼¼Æ÷°¡ ÀϹÝÀûÀ¸·Î ÀνÄÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ½ÅÈ£ÀÇ Á¾·ù´Â Å©°Ô 3°¡Áö·Î ȯ°æ½ÅÈ£, ¿ÜºÎÈ­Çй°Áú½ÅÈ£, ³»ºÎÈ­Çй°Áú/´ë»ç¹°Áú½ÅÈ£·Î À̵éÀ» ÀνÄÇÏ´Â ¼¾¼­ ½Ã½ºÅÛÀÌ Á¸ÀçÇÑ´Ù(±×¸² 2).


ȯ°æ½ÅÈ£¼¾¼­(Biosensors for environmental signals): ¼¼Æ÷´Â ´Ù¾çÇÑ È¯°æ½ÅÈ£µé(ºû, ¿Âµµ, pH, »ê¼Ò³óµµ, »ïÅõ¾Ð, ±Õü·®)À» ÀνÄÇÒ ¼ö ÀÖ°í À̵éÀ» ÀνÄÇÏ´Â ¼¾¼­´Â ´ëºÎºÐ two-component systemÀ¸·Î µÇ¾î ÀÖ´Ù. Two-component systemÀº ¨ç intracellular histidine kinase (HK) domain°ú ¿¬°áµÈ sensor domainÀ¸·Î membrane-bound input domain, ¨è response regulator·Î ÀÛ¿ëÇÏ´Â intracellular output domainÀ¸·Î ±¸¼ºµÈ´Ù. HK domainsÀº »óµ¿¼ºÀ» °®°í À־ ÀÌ domains°ú À̵éÀÇ cognate regulators¸¦ ½º¿ÍÇÎ(swapping)Çϸé ȯ°æ½ÅÈ£¿¡ ¹ÝÀÀÇؼ­ ¸ñÇ¥ À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇöÀ» Á¶ÀýÇÏ´Â chimeric two-component systemsÀÇ Á¦ÀÛÀÌ °¡´ÉÇÏ´Ù.


¿ÜºÎÈ­Çй°Áú¼¾¼­(Biosensors for extracellular chemicals): ¿ÜºÎÈ­Çй°Áú¼¾¼­´Â ¼¼Æ÷°¡ ¿ÜºÎÈ­Çй°Áú Àڱؿ¡ ¹ÝÀÀÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô ÇØÁØ´Ù. ´ë»ç°øÇп¡¼­ ÀÌµé ¼¾¼­´Â ¹è¾ç Áß¿¡ ¿ÜºÎÈ­Çй°Áú °ø±ÞÀ» ÅëÇؼ­ À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇö½Ã±â¸¦ Á¶ÀýÇÏ´Â °ÍÀ» °¡´ÉÇÏ°Ô ÇÑ´Ù. ¾Æ¿ï·¯ ¸ñÀû»ê¹° »ýÇÕ¼º¿¡ 2Á¾ ÀÌ»óÀÇ ¹Ì»ý¹°ÀÌ ÇÊ¿äÇÑ °æ¿ì, Áï A ±ÕÁÖ°¡ Ãâ¹ß¹°ÁúÀ» Áß°£Ã¼·Î ÀüȯÇؼ­ ¹èÃâÇϸé B ±ÕÁÖ°¡ ¹Þ¾Æµé¿©¼­ ÃÖÁ¾»ê¹°·Î ÀüȯÇÏ´Â ½Ã½ºÅÛ¿¡¼­´Â Áß°£Ã¼ÀÎ ¿ÜºÎÈ­Çй°ÁúÀÇ »ý»ê·®À» ÀνÄÇؼ­ µÎ ±ÕÁÖ°£ÀÇ ´ë»çÈ°¼ºÀ» Á¶ÀýÇÏ´Â ¿ÜºÎÈ­Çй°Áú¼¾¼­ÀÇ Á߿伺ÀÌ ´õ ³ô¾ÆÁø´Ù.


³»ºÎÈ­Çй°Áú/´ë»ç¹°Áú ¼¾¼­(Biosensors for intracellular chemicals and metabolites): ¼¼Æ÷³» È­Çй°Áú, ƯÈ÷ ÀÌÁ¾¼÷ÁÖ¿¡¼­ µµÀÔµÈ ¿Ü·¡ ´ë»ç°æ·Î¿¡¼­ ¸¸µé¾îÁö´Â ´ë»ç¹°ÁúÀ» ÀνÄÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¹ÙÀÌ¿À¼¾¼­´Â ´ë»ç°æ·Î Á¶Àý¿¡¼­ ¸Å¿ì Áß¿äÇÏ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ¼¾¼­´Â ´ë»ç°æ·Î À¯ÀüÀÚµéÀÇ Á¤±³ÇÑ ¹ßÇöÁ¶ÀýÀ» ÅëÇؼ­ Àüü ´ë»ç°úÁ¤ÀÌ ±ÕÇüÀ» ÀÌ·ç°í ´ë»çÀÚ¿øÀÌ È¿À²ÀûÀ¸·Î ÀÌ¿ëµÇµµ·Ï ÇÏ´Â °ÍÀ» °¡´ÉÇÏ°Ô ÇÑ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀÎ ¿¹´Âregulatory RNA·Î B. subtilis µîÀÌ °®°í ÀÖ´Â riboflavin- or thiamin-responsive mRNA riboswitches¸¦ µé ¼ö ÀÖ´Ù. 

 

±×¸² 2. Cellular biosensors ¼³°è ¹× Á¦ÀÛ. (a) Two-component systemÀÇ environmental sensor·Î Á¦ÀÛ. Light-sensing domain (LOV from the B. subtilis protein YtvA)°ú HK domain (FixL from the FixL-FixJ two-component system of B. japonicum)À» ¿¬°áÇؼ­ blue light¿¡ ÀÇÇÑ À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÁ¶Àý. (b) Aspartate-sensing protein TarÀÇ intracellular domainÀ» EnvZ-OmpR two-component systemÀÇ EnvZ·Î ġȯÇؼ­ ´ëÀå±Õ chemotaxis signaling pathway·ÎºÎÅÍ extracellular aspartate¸¦ ÀνÄÇÏ´Â ¹ÙÀÌ¿À¼¾¼­¸¦ Á¦ÀÛ. (c) Intracellular chemical theophyllineÀ» ÀνÄÇÏ´Â RNA-based biosensor Á¦ÀÛ. Theophylline°ú °áÇÕÇÏ°í ±¸Á¶ÀûÀÎ º¯È­¸¦ ÅëÇؼ­ target mRNA¿¡ °áÇÕÇؼ­ Àü»ç¸¦ Á¶ÀýÇÏ´Â riboswitch. (Ãâó: Trends Microbiol., Vol. 19, p323-329, July 2011)

 

Áö¹æ»ê À¯·¡ ¹ÙÀÌ¿ÀµðÁ© »ý»êÀ» À§ÇÑ dynamic sensor-regulator system


´ë»ç°æ·Î ÃÖÀûÈ­´Â °æ·Î¿¡ °ü¿©ÇÏ´Â À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇö ÃÖÀûÈ­¿Í ÀϸƻóÅëÇÑ´Ù. °æ·Î±¸¼º À¯ÀüÀÚµéÀÇ ¹ßÇöÀÌ ³Ê¹« ³·À¸¸é »ýÇÕ¼º°æ·Î¿¡ º´¸ñÇö»óÀÌ ¹ß»ýÇÏ°í ¹Ý´ë·Î ³Ê¹« ³ôÀ¸¸é ¼¼Æ÷³» ÀÚ¿øµéÀÌ ºÒÇÊ¿äÇÑ RNA, ´Ü¹éÁú, ´ë»çÁß°£Ã¼µéÀÇ »ý»êÀ¸·Î ³¶ºñ°¡ µÇ¾î¼­ ¸ñÀû»ê¹° »ý»ê¿¡ ÀÌ¿ëµÉ ¼ö ÀÖ´Â ÀÚ¿øÀÌ ºÎÁ·ÇÏ°Ô µÈ´Ù. ´õ ³ª¾Æ°¡¼­ ¿Ü·¡ ´Ü¹éÁú°ú ´ë»ç¹°ÁúµéÀº ¼÷ÁÖ¼¼Æ÷¿¡ ³ª»Û ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ¥ ¼ö°¡ Àֱ⠶§¹®¿¡ ÀÌ·¯ÇÑ µ¶¼º ´Ü¹éÁúµé°ú ´ë»ç¹°ÁúµéÀÇ ¼¼Æ÷³» ÃàÀûÀº »ýÀ°ÀúÇØ À¯¹ß ¶Ç´Â »ý»ê¼öÀ²°ú »ý»ê¼ºÀÇ ÀúÇÏ·Î ±Í°áµÈ´Ù. ÈÄÀÚÀÇ »ý»ê¼º ÀúÇÏ´Â ¼¼Æ÷°¡ Àû´ëÀûÀΠȯ°æ¿¡ ÀûÀÀÇϸ鼭 ¹ß»ýÇÏ´Â À¯ÀüÀûÀÎ º¯ÀÌ°¡ ÁÖ¿ä ¿øÀÎÀ¸·Î ÀúÇØÇö»óÀ» À¯¹ßÇÏ´Â ¿Ü·¡ ´ë»ç°æ·Î À¯ÀüÀÚµéÀÇ Á¦°Å ¶Ç´Â ºÒÈ°¼ºÈ­¸¦ ÅëÇؼ­ ¾ò¾îÁø´Ù. »ó±â ¹®Á¦µéÀ» ÇØ°áÇϱâ À§ÇÑ promoters, intergenic regions, ribosome binding sitesÀÇ ¼¼±â¸¦ Á¶ÀýÇÏ´Â ¸î °¡Áö À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÁ¶Àý Àü·«µéÀÌ °³¹ßµÇ¾î¿Ô´Ù. ÇÏÁö¸¸ À̵éÀº static control ¹æ½ÄÀ¸·Î ¹ßÇöÁ¶Àý ½Ã½ºÅÛÀÌ »ý¹°¹ÝÀÀ±â ³»ÀÇ Æ¯Á¤Á¶°Ç¿¡ ¸ÂÃß¾îÁ® ÃÖÀûÈ­µÇ¾î Àֱ⠶§¹®¿¡ Á¶°ÇÀÌ ¹Ù²î¸é »ó±â À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÁ¶Àý ½Ã½ºÅÛÀº ÀûÀýÇÏ°Ô ¹ÝÀÀÇÏÁö ¸øÇÏ°í ÃÖÀûÀÇ »ý»ê¼ºÀ» ¾ò´Â °ÍÀº ºÒ°¡´ÉÇÏ´Ù. µû¶ó¼­ ÀÌ»óÀûÀÎ À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÁ¶Àý ½Ã½ºÅÛÀº ¼¼Æ÷ »ý¸®»óÅÂÀÇ º¯È­¿¡ ¸ÂÃç¼­ À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÀÌ ´Éµ¿ÀûÀ¸·Î Á¶ÀýµÇ´Â °ÍÀÌ´Ù. ´Éµ¿ÀûÀÎ À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÁ¶Àý(dynamic regulation)Àº »ý¸íü°¡ ¼¼Æ÷³»ºÎ ¶Ç´Â ¿ÜºÎȯ°æ º¯È­¿¡ ¸ÂÃç¼­ ´ë»çÈ帧À» Á¶ÀýÇÏ´Â °ÍÀ» °¡´ÉÇÏ°Ô ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ°ÍÀÇ °¡Àå ¹Ù¸§Á÷ÇÑ ¿¹´Â Çٽɰæ·ÎÀÇ ´ë»çÁß°£Ã¼ ³óµµ¸¦ ÀÎÁöÇؼ­ ´Éµ¿ÀûÀ¸·Î ´ë»çÁß°£Ã¼ÀÇ »ý»ê°ú ¼Ò¸ð°¡ Á¶ÀýµÇ´Â Áö´ÉÇü ´ë»çȸ·Î¸¦ ±¸ÃàÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ°ÍÀº ¼¼Æ÷ ³»/¿ÜºÎ ȯ°æº¯È­¿¡ ¸ÂÃç¼­ ´ë»çÁß°£Ã¼µéÀÌ ÀûÁ¤ ¼öÁØ°ú ¼Óµµ¸¦ À¯ÁöÇϸ鼭 °ø±ÞµÇ°Ô ÇÔÀ¸·Î½á »ýÇÕ¼º°æ·Î°¡ Ç×»ó ÃÖÀû »ý»ê¼ºÀ» À¯ÁöÇϵµ·Ï ÇÏ´Â °ÍÀ» °¡´ÉÇÏ°Ô ÇÑ´Ù. »ó±âÀÇ Áö´ÉÇü ´ë»ç°æ·Î¸¦ ±¸ÃàÇϱâ À§Çؼ­´Â »ýÇÕ¼º°æ·Î »ó¿¡¼­ÀÇ ÇÙ½ÉÁß°£Ã¼ »ý¼º·®À» ÃøÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ¼¾¼­¿Í ÃÖÁ¾»ê¹° »ý»ê¼ºÀÌ ÃÖ´ë°¡ µÇµµ·Ï °æ·Î¸¦ ±¸¼ºÇÏ´Â À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÀ» Á¶ÀýÇÏ´Â ´ëÀÀÁ¶ÀýÀÚ(cognate regulator)°¡ ÇÊ¿äÇÏ´Ù. ´ÙÇàÈ÷µµ »ý¸íü´Â »ýÇÕ¼º Áß°£Ã¼ ÃøÁ¤¿¡ ÀÌ¿ëµÉ ¼ö ÀÖ´Â ´Ù¾çÇÑ ¼¼Æ÷³» ¹°Áúµé¿¡ ´ëÇÑ ¼¾¼­¸¦ ÁøÈ­°úÁ¤¿¡¼­ ¹ßÀü½ÃÄÑ¿Ô´Ù. ±×·¯³ª Àΰø »ýÇÕ¼º°æ·Î¸¦ Á¶ÀýÇϱ⿡ ÀûÇÕÇÑ ´ëÀÀÁ¶ÀýÀÚ´Â ÀÚ¿¬°è¿¡ ºÎÁ·ÇÏ´Ù. ´ëºÎºÐÀÇ Á¶ÀýÀÚµéÀÌ Àΰø°æ·Î°¡ ¾Æ´Ñ ¸ñÀû»ê¹°°ú ¹«°üÇÏ¸ç ³·Àº È帧¼Óµµ¸¦ °®´Â ÀÚ¿¬°æ·Î¿¡ ¸ÂÃç¼­ ÁøÈ­µÇ¾ú±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. µû¶ó¼­ Àΰø°æ·Î¸¦ ÃÖÀûÈ­ÇÏ°í ¸ñÀû»ê¹°ÀÇ »ý»ê¼ºÀ» Çâ»ó½ÃÅ°±â À§ÇÑ DSRS (Dynamic Sensor-Regulated System) ±¸ÃàÀº ÁÁÀº ÀΰøÁ¶ÀýÀÚ(dynamic regulator)¸¦ ¼³°èÁ¦ÀÛÇؼ­ ¼¾¼­(natural sensor)¿Í ¿¬°áÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù.
UC BerkeleyÀÇ Keasling ±³¼ö ±×·ìÀº »ó±âÀÇ DSRS °³³äÀ» Á¦½ÃÇÏ°í ´ëÀå±Õ¿¡¼­ Áö¹æ»ê¿¡ ±â¹ÝÇÑ ¸ñÀû»ê¹°(¹ÙÀÌ¿ÀµðÁ©) »ý»ê¿¡ ¼º°øÀûÀ¸·Î Àû¿ëÇÏ¿´´Ù. ÀÌ DSRS´Â ÇÙ½É Áß°£Ã¼¸¦ ÀνÄÇÏ°í ¹ÙÀÌ¿ÀµðÁ© »ý»ê¿¡ °ü·ÃÇÑ À¯ÀüÀÚ ¹ßÇöÀ» ¿ªµ¿ÀûÀ¸·Î Á¶ÀýÇÏ´Â Àü»çÀÎÀÚ¸¦ ÀÌ¿ëÇÏ°í ÀÖ´Ù(±×¸² 3). ÀÌ DSRS¿¡ ÀÇÇØ ¹ÙÀÌ¿ÀµðÁ© »ý»ê±ÕÁÖÀÇ ¾ÈÁ¤¼ºÀÌ Áõ°¡Çß°í »ý»ê¼ºÀº DSRS ºñÀû¿ë ±ÕÁÖ¿¡ ºñÇؼ­ ³óµµ´Â 3¹è Áõ°¡ÇÑ 1.5 g/l, ¼öÀ²Àº À̷мöÀ²ÀÎ 28%±îÁö Çâ»óµÇ¾ú´Ù. ÀÚ¿¬°è¿¡ ´Ù¾çÇÏ°í ¸¹Àº ¹ÙÀÌ¿À¼¾¼­µéÀÌ Á¸ÀçÇÏ´Â °ÍÀ» °í·ÁÇϸé DSRS Àü·«Àº ´Ù¾çÇÑ »ýÇÕ¼º°æ·Îµé¿¡ Àû¿ëµÇ¾î ´ë»ç±ÕÇü ÃÖÀûÈ­¸¦ ÅëÇÑ ÃÖÁ¾»ê¹°ÀÇ »ý»ê³óµµ¿Í Àüȯ¼öÀ²À» Áõ°¡ ¹× »ý»ê±ÕÁÖÀÇ ¾ÈÀü¼º Çâ»ó¿¡ ±â¿©ÇÒ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀÌ´Ù.

±×¸² 3. (a) FAEE (fatty acid ethyl ester) »ýÇÕ¼º°æ·Î¸¦ 3°³ÀÇ ¸ðµâ·Î ±¸¼ºÇÔ. Module A´Â ´ëÀå±Õ À¯·¡ fatty acid synthase À¯ÀüÀÚ¿Í cytoplasmic thioesterase À¯ÀüÀÚ(tesA)·Î ±¸¼ºµÇ¾î ÀÖ°í Áö¹æ»êÀ» »ý»ê. Module B´Â pyruvate decarboxylase À¯ÀüÀÚ(pdc)¿Í alcohol dehydrogenase À¯ÀüÀÚ(adhB)·Î ±¸¼ºµÇ¾î ÀÖ°í ¿¡Åº¿Ã »ý»ê. Module C´Â acyl-CoA synthase À¯ÀüÀÚ(fadD)¿Í wax-ester synthase À¯ÀüÀÚ(atfA)·Î ±¸¼ºµÇ¾î ÀÖ°í ÃÖÁ¾»ê¹°ÀÎ ¹ÙÀÌ¿ÀµðÁ© FAEE »ý»ê. DSRS´Â repressor À¯ÀüÀÚ(fadR)°ú FadR-regulated promoters(PmodB¿Í PmodC)·Î ±¸¼ºµÊ. ÃàÀûµÈ Áö¹æ»êÀÌ ¾øÀ¸¸é FadRÀº PmodB¿Í PmodC¸¦ ¾ïÁ¦ÇÏ°í ¿¡Åº¿Ã°ú acyl-CoAÀÇ ÇÕ¼ºÀ» ÀúÇØÇÔ. ¹Ý´ë·Î Áö¹æ»êÀÌ ÃàÀûµÇ¸é chromosomal fadD·ÎºÎÅÍ ¹ßÇöµÈ ´Ü¹éÁúÀÌ Áö¹æ»êÀ» fatty acyl-CoA·Î ÀüȯÇÏ°í, ÀÌ°ÍÀº FadR°ú °áÇÕÇؼ­ FadR-FA·Î µÇ¸é¼­ FadR¿¡ ÀÇÇØ ¾ïÁ¦µÇ¾ú´ø ¿¡Åº¿Ã°ú acyl-CoA »ýÇÕ¼ºÀÌ Áõ°¡ÇÏ°í, ¿¡Åº¿Ã°ú acyl-CoA¸¦ ÁßÇÕÇؼ­ FAEE¸¦ ¸¸µå´Â wax-ester synthase ¹ßÇöµµ Áõ°¡ÇÔ. (b) GC-FID¿¡ ÀÇÇØ ÃøÁ¤µÈ FAEE »ý»ê·®. FAEE »ý»ê±ÕÁÖ¸¦ 1 mM IPTG ÷°¡ÇÑ ÈÄ¿¡ 37¡ÆC¿¡¼­ 3ÀÏ°£ ¹è¾ç. A2A´Â DSRS°¡ Àû¿ëµÇÁö ¾ÊÀº ÁöÇ¥±ÕÁÖ. Module C¿¡¼­ µ¿ÀÏÇÑ promoter¸¦ °®´Â ±ÕÁÖ´Â µ¿ÀÏÇÑ »öÀÇ ¸·´ë·Î Ç¥½ÃÇÔ. (Ãâó: Nat Biotechnol., Vol. 30, p354-359, March 2012)

 

Âü°í¹®Çå

 

1. Holtz, W.J. & Keasling, J.D. Engineering static and dynamic control of synthetic pathways. Cell 140, 19-23 (2010).

2. Zhang, F. & Keasling, J.D. Biosensors and their applications in metabolic engineering. Trends Microbiol. 19, 323-329 (2011).

3. Zhang, F., Carothers, J.M., and Keasling, J,D. Design of a dynamic sensor-regulator system for production of chemicals and fuels derived from fatty acids. Nat Biotechnol. 30(4), 354-359 (2012).




Total:118 page:(8/7)
22 Á¤º¸ ÀÌÁ¤°É ÇÕ¼º»ý¹°ÇÐ ºÎÇ° °³·®À» À§ÇÑ ´Ü¹éÁú°øÇÐÀÇ ¿¬±¸.. 14.03.04 21834
21 Á¤º¸ ÀÌÁö¿¬ Light signaling proteinÀÇ ±â´É ¹× ¹ÙÀÌ¿À ºÎÇ°.. 14.03.04 10773
20 Á¤º¸ ÀÌ¿µÈÆ ´ëÀå±Õ ncRNAÀÇ ÇÕ¼º »ý¹°ÇÐ ¹× ÀÌÀÇ ÀÀ¿ë 13.11.06 14250
19 Á¤º¸ À̼º±¹ Genome engineeringÀ» ÅëÇÑ Áö´ÉÇü Àΰø¹Ì»ý¹° °³.. 13.11.05 19490
18 Á¤º¸ ÀÌ»ó¿± ¹Ì»ý¹°¿¡¼­ÀÇ ÇÕ¼º»ý¹°ÇÐÀû ±â¹ýÀ» ÀÌ¿ëÇÑ À¯ÀüÀÚ.. 13.10.24 15822
17 Á¤º¸ À̱չΠCHO ¼¼Æ÷¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ ½Ã½ºÅÛ »ý¹°ÇÐ ¹× ÇÕ¼º »ý¹°ÇÐ.. 13.09.24 10532
16 Á¤º¸ ³ëÁ¤Çý ÇÕ¼ºÀ¯ÀüÀÚÀÇ ¹ßÇöÀ» À§ÇÑ ÀÌÁ¾¼÷ÁÖÀÇ genome eng.. 13.09.24 16105
15 Á¤º¸ ISBC [Nature Biotechnology_News] Synthetic biology .. 13.09.11 7537
14 Á¤º¸ À±¿©ÁØ ¹æ¼±±Õ ÀÌÁ¾¼÷ÁÖ »ý»ê½Ã½ºÅÛÀÇ ¿¬±¸ µ¿Çâ 13.09.02 15115
13 Á¤º¸ ±è ÇÊ ¼¼Æ÷¿¡³ÊÁö Á¦¾î ¹ÙÀÌ¿À½Ã½ºÅÛÀÇ °³¹ß ¹× ¿ë¿ë(°¡.. 13.07.01 11429
12 Á¤º¸ ±èÁöÇö ½Ã½ºÅÛ»ý¹°ÇÐÀÇ ÇÕ¼º»ý¹°ÇÐ Àû¿ëÀ» À§ÇÑ Ç¥ÁØÈ­(.. 13.07.01 14271
11 Á¤º¸ ±è¼±¿ø Áö´ÉÇü ¼¼Æ÷´ë»çÁ¶Àý ½Ã½ºÅÛÀÇ ÃÖ±Ùµ¿Çâ(°æ»ó´ë .. 13.07.01 13268
10 Á¤º¸ ±èµ¿ÈÆ ¼¼Æ÷¸· Á¦¾î ±â¼úÀÇ Àû¿ëÀ» ÅëÇÑ Áö¹æ»ê »ý»ê(ÇÑ.. 13.05.20 18936
9 Á¤º¸ ±èµ¿¸í ÇÕ¼º »ý¹°Çп¡¼­ÀÇ ¹«¼¼Æ÷ ´Ü¹éÁú ÇÕ¼º ½Ã½ºÅÛÀÇ .. 13.05.06 20126
8 Á¤º¸ ±è±ÙÁß ¼¼Æ÷Á¦¾î Àΰø À¯Àüȸ·Î ¿¬±¸µ¿Çâ(Àü³²´ë ±è±ÙÁß .. 13.04.04 18471
7 Á¤º¸ ±Ç¿À¼® 2°³-ÀÎÀÚ ½ÅÈ£Àü´Þ°è¸¦ ÀÌ¿ëÇÑ Àΰø½ÅÈ£Àü´Þ°è °³.. 13.03.18 14348
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]