Vassella와 Boshart는 Trypanosoma brucei 배양에 있어 agarose를 숙주대용으로 사용하면 세포 전처리 없이 진행 가능하며, 배양 후에는 \( \beta \)-agarase를 이용해 agarose를 분해해 세포를 모을 수 있음을 밝혔다. 또한, Ulrich 등은 agarose를 콜라겐 세포외기질에 주입하여 hydrogel의 강도를 높이는 한편, 세포의 이동과 stress fiber 생성을 줄여 3D 배양이 가능함을 보고하였다. 또한, 한천을 통한 올리고당 생성에서는 산분해와 agarase를 이용한 효소적 분해가 가능하다.
<h1>Agarase와 그 유전자의 응용</h1><h2>세포 및 DNA의 회수율 증진</h2><p>Yu 등은 배양된 철산화 세균의 세포를 회수하는 과정에서 기존의 oxalic acid를 처리하는 방법과 \( \beta \)-agarase를 처리하는 방법을 비교한 결과, \( \beta \)-agarase를 처리하는 방법이 세포의 회수율이 높았으며, 이로부터 oxalic acid를 처리하는 방법에 비해 5천배나 많은 DNA를 회수하였다. 하지만, Osoegawa 등은 \( \beta \)-agarase 처리법보다 전기영동이 DNA 회수에 더 효율적이라고 보고하여 경우에 따라 DNA 회수율에 차이가 있었다. Vassella와 Boshart는 아프리카 수면병을 일으키는 Trypanosoma brucei를 배양할 때 숙주대용으로 agarose를 사용하면 세포의 전처리가 필요하지 않으며, 배양 후 \( \beta \)-agarase로 agarose를 분해하면 생활사의 진행을 중지시키고 세포를 모을 수 있어 다양한 연구에 유용하게 활용이 가능하다고 보고하였다.</p><h2>의약학 연구용 세포 배양</h2><p>의약학 분야의 연구에도 agarase의 응용이 가능한데, Gray 등은 항체를 생산하는 hybridoma 세포를 분리할 때 세포들을 agarose 미세방울에 넣은 후 flow cytometry로 형광항원과 결합하는 항체생산 세포를 가지는 agarose 미세방울을 분리하였으며, 여기에 agarase를 처리하여 원하는 세포를 회수하였다. Wang 등은 인간의 연골세포(chondrocyte)를 agarose 겔 상에서 배양하고 agarase로 처리하여 세포를 회수하면 단층(monolayer) 배양에서 생기는 세표표면 단백질의 소실을 막을 수 있어 추후 연구에 적합하다고 보고하였다. Ng 등은 agarose를 이용하면 연골세포의 체외배양 효용성을 높일 수 있고, 여기에 agarase를 처리하면 콜라겐 함량을 높일 수 있어 운동능력을 향상시킨다고 보고하였다. Ulrich 등은 agarose를 부드러운 콜라겐 세포외기질(ECM)에 주입하여 hydrogel의 강도를 높이는 방법으로 세포의 이동과 stress fi-ber의 생산 등을 줄여 3차원적인 배양도 가능하였으며, 여기에 agarase를 처리하면 이 현상이 사라지므로 세포 생리의 연구에 유용하다고 보고하였다.</p><h2>식의약 및 향장품 소재용 한천올리고당의 생산</h2><p>한천을 이용하여 올리고당을 생산하는 방법으로 산을 이용한 산분해와 agarase를 이용한 효소적 분해를 들 수 있다. 산분해는 산물이 균일하지 않고 분해반응의 조절이 쉽지 않아 대량생산에 부적합하며 환경오염의 문제가 있고. 해조류에 포함된 다른 불안정한 유용물질이 파괴가 되어 추가적인 부가가치가 떨어지는 단점이 있다. 한편, \(\alpha\)-agarase를 이용한 한천분해산물의 기능성이 보고되어 있고, \( \beta \)-agarase를 이용한 한천분해산물의 경우는 다양한 기능성이 보고되어 있으며, \( \beta \)-agarase의 분해산물인 네오아가로올라고당은 산분해 및 \(\alpha\)-agarase에 의해서는 생산되지 않는 기능성이 높은 물질로 알려져 있다.</p><p>기능성이 높은 한천분해물의 생산을 위해 Li 등은 2종류의 \( \beta \)-agarase와 겔여과 크로마토그래피를 이용하여 다양한 네오아가로올리고당을 제조하였고, \( 0.2 \%\)(\(\mathrm{w} / \mathrm{v}\)) agarose에 \( \beta \)-agarase AgaA와 겔여과를 통해 \( 47 \% \)의 NA4와 \( 45 \% \)의 NA6 획득하였으며 rotary evaporation으로 농축하였다. Li 등은 \( \beta \)-agarase의 기질로 \( 0.2 \%\)(\(\mathrm{w} / \mathrm{v}\))의 낮은 농도의 값비싼 agarose를 사용한 반면, Lee 등은 기질로 \( 5.26 \%\)(\(\mathrm{w} / \mathrm{v}\))의 높은 농도의 저렴한 agar를 사용하여 \( 91.4 \% \)의 수율로 네오아가로올리고당를 생산하였고 이중에 \( 48 \% \)가 NA4이며 \( 29 \% \)가 NA 임을 확인하여 효율적인 한천올리고당의 생산공정을 개발하였다. NA4와 NA6를 생산하는 두 종류의 \( \beta \)-agarase를 혼합하여 NA2를 생산한 보고와 수성 이상계(two-phase system)를 이용한 한천을 분해하는 보고도 있다.</p>