고부가가치 생물자원으로서 생명공학 산업의 핵심소재중 하나인 미생물의 발견률은 1% 미만이며 약 99 \%99% 의 미생물은 아직까지 미 발견 상태이다. 이에 기존의 토양으로부터 DNA를 분리하는 방법들을 개선하고 각종 방법에 따라 분리된 DNA의 농도및 정제도와 humic acid의 제거 정도를 비교하여 토양 DNA의 손상을 최소화면서 효율적인 방법으로 분리할 수 있는 기술확립에 대한 연구를 진행하고자 한다.
<p>미생물은 지구상에 존재하는 생물 중 약 \( 60 \% \) 를 차지하고 있는 것으로 알려져 있으며, 지구 생태계를 유지하는데 없어서는 안 될 중요한 역할을 담당하고 있다. 미생물은 또한 고부가가치 생물자원으로서 생명공학 산업의 핵심소재 중의 하나로 널리 이용되고 있기 때문에 현재 이용 가능한 미생물뿐만 아니라 자연계에 존재하는 미지의 신규 유용 미생물 자원은 생명공학 분야의 헉신적 발전의 기틀을 마련하는데 크게 기여할 수 있을 것이다. 그러나 자연계로부터 새로운 미생물을 분리, 배양 및 탐색하는 기술이 꾸준히 개발되고 있음에도 불구하고 새로운 생리활성물질의 발견 빈도는 해마다 점점 감소하고 있다. 이는 토양으로부터 미생물을 분리, 배양하고 그 배양액에서 생리활성물질을 분리, 정제하여 구조를 동정하는 기존의 방법이 이미 발표된 생리활성물질에 대한 재발견율이 높기 때문이며 이로 인해 신규 생리활성물질 개발에 대한 막대한 시간과 자금이 요구되고 있는 실정이다.</p><p>더욱이 현재 다양한 미생물 종들이 발견되어 이용되고 있긴 하지만, 기술적인 한계로 인해 지금까지 알려진 것은 지구상에 존재하는 전체 미생물 중 극히 일부분인 \( 1 \% \) 미만에 지나지 않으며 나머지 약 \( 99 \% \) 의 미생물은 아직까지 미 발견 상태인 채로 자연계에 존재하는 것으로 추정되고 있다.</p><p>이에 토양, 해수, 갯벌, 하천, 대기 그리고 가축의 대장 등 다양한 환경 속에 존재하는 이들 미 발견 미생물들은 대부분 실험실에서 분리, 배양하가가 어려운 난 배양성 미생물이지만 유용물질로의 이용 가능성이 많으므로 이미 1990년대 초부터 항생물질을 생산하는 미생물의 유전체 정보를 활용한 생합성 기작 연구를 통한 새로운 생리활성물질의 개발이 시도되어 왔다. 최근에는 항생물질과 2차 대사산물의 다양성을 난 배양성 미생물 DNA의 분리를 통하여 유도하고, 토양에서 분리한 DNA로부터 metagenome library를 구축하여 기존에 알려지지 않은 새로운 화합물을 항생제 및 생리활성물질로 개발하는 연구가 계속 진행되고 있다. 이는 토양에서 분리한 metagenome 내에 포함되어 있는 새로운 효소나 항생제를 생산할 수 있는 유전자를 screening하면, 미생물을 직접 분리 배양하지 않거나 배양 불가능한 미생물의 유전자로부터 새로운 효소나 항생 제를 찾을 수 있기 때문이다. 그러나 humic acid와 같은 저해물질이 제거되어야만 제한효소나 Taq polymerase 등의 처리를 통해 여러 가지 분자생물학적 조절이 가능하기 때문에 이를 위해서 현재 일반적으로 low-melting agarose에 전기영동한 뒤 추출하는 방법, phenol 추출법, \(\mathrm{CsCl-}\) \(\mathrm{EtBr}\) 농도 구배 원심분리법과 함께 cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB)와 polyethylene glycol (PEG, M.W 8,000)를 사용하여 제거하는 방법등이 사용되고 있지만, 그 과정이 복잡하고 분리하는데 비용이 많이 드는 단점이 있다.</p><p>따라서 본 연구에서는 기존의 토양으로부터 DNA를 분리하는 방법들을 개선하여 각 방법에 의해 분리된 DNA의 농도와 정제도 및 humic acid의 제거 정도를 비교하여 토양 DNA의 손상을 최소화하면서 효율적인 방법으로 분리할 수 있는 기술을 확립하고자 하였다.</p>