균주 WJ-1은 형태학적, 생리학적 특성과 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 및 DDH 분석을 통해 S. glaucescens의 아종으로 결정하였다. WJ-1 균주는 glucose 제공 시 세포 성장이 촉진되지만 xylanase 생산은 감소하며, xylan 제공 시 xylanase 생산량이 증가함을 확인하였다. 따라서 WJ-1 균주의 산업적 발효를 위한 배지 개발에는 CCR에 관련된 탄소원 선별이 필요함을 제시하였다. S. glaucescens NBRC 12774, S. spinoverrucosus NBRC14228, S. minutiscleroticus NBRC13000 등과 16S rRNA 유전자 염기서열 상의 상동성이 높음을 확인하였다.
<p>균주 WJ-1 유전체의 \( \mathrm { G } + \mathrm { C } \) 농도는 \( 74.7 \mathrm { ~mol } \% \) 로 측정되었는데 일반적으로 Streptomyces 속에 속하는 미생물의 경우 \( 70-90 \% \) 에 이르는 높은 \( \mathrm { G } + \mathrm { C } \) 농도를 갖는 것으로 보고되고 있다.</p> <p>균주 WJ-1은 형태적 특성뿐만 아니라 유전학적 특성을 통해서 방선균속에 속하는 균으로 판단되었으며, 그 중에서 S. glaucescens NBRC 12774, S. spinoverrucosus NBRC14228, S. minutiscleroticus NBRC13000 등과 16S rRNA 유전자 염기서열상의 상동성이 가장 높았다. 따라서 상동성이 가장 높은 3종의 표준균주 S. glaucescens NBRC 12774, S. spinoverrucosus NBRC14228, S. minutiscleroticus NBRC13000을 대조균주로 선택하여 균주 WJ-1과의 DNA-DNA hybridization (DDH)을 수행하였다.</p> <h2>DNA-DNA hybridization 분석</h2> <p>DDH 분석 결과, 균주 \( \mathrm { WJ } -1 \) 은 S. glaucescens NBRC 12774 와 \( 85.7 \% \), S. spinoverrucosus NBRC14228와 \( 55.3 \% \), S. minutiscleroticus NBRC13000와 \( 39.3 \% \)의 DNA hybridization 값을 보였다(Fig. \( 1 \mathrm { C } \)). 일반적으로 \( \mathrm { DDH } \) 값이 \( 70-90 \% \)일 때 새로운 아종(subspecies)으로 간주되며, 그 값이 \( 90 \% \) 이상일 때는 같은 종으로 간주되고, \( 70 \% \) 이하일 때 는 다른 종으로 간주된다. 따라서, 본 연구에서 수행된 16S rRNA 유전자 염기서열 분석, phylogenetic tree 제작, DDH 분석 및 형태학적·생리학적 특성 분석 등의 결과들로 부터 균주 WJ-1은 S. glaucescens의 아종으로 결론하고, 균주 WJ-1을 S. glaucescens subsp. WJ-1로 명명하였다. S. glaucescens는 1958년 Pridham 등에 의해서 처음 동정 된 후 현재까지 아종이 보고된 바가 없다.</p> <h2>균주 WJ-1의 액체배지에서의 성장 및 xylanase 생산</h2> <p>WJ-1 균주의 성장은 LB 액체배지에서의 성장과 비교하여 탄소원으로 glucose가 함유된 배지(LBG)에서는 최대 1.3배 \( \left ( \mathrm { A } _ { 600 } = 6.7 \right ) \) 증가된 반면, xylan이 함유된 배지(LBX)에서는 변화가 관찰되지 않았다(Fig. \( 2 \mathrm { ~A } \)). 반면, 생산된 xylanase 활 성의 경우 LBG 배지에서는 LB 배지와 비슷하였지만 LBX 액체배지에서는 1.8배 \( (21.2 \mathrm { U } / \mathrm { ml } ) \) 증가하였다(Fig. \( 2 \mathrm { ~A } \)). 이 결과로부터, WJ-1 균주는 glucose가 제공되면 세포 성장은 촉진되지만 xylanase 생산은 오히려 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 WJ-1의 xylanase는 탄소원으로 xylan이 제공되 면 그 생산량이 증가되는 것을 알 수 있었다. 이는 탄소원에 의해서 조절받는 carbon catabolite repression (CCR)에 의 한 현상으로 판단된다. 일반적으로 CCR 은 glucose 등 과 같은 탄소원의 존재시 단백질 생합성이 억제되는 현상을 일컫는데, Streptomyces 속의 균주들에서는 효소, 항생제, 생리활성물질 등의 생산이 CCR에 의해서 영향을 받는 것으로 알려져 있다. S. coelicolor와 S. griseus에서는 glucose kinase에 의해서 매개되는 것으로 보고되어 있다. 특히 S. coelicolor의 세포외 agarase인 DagA는 glucose에 의해서 생합성이 억제되는 것으로 보고되어 있다. 따라서 WJ-1 균주의 산업적 발효를 위한 배지를 개발하기 위해서는 glucose 등의 CCR에 관련하는 탄소원의 선별이 선행되어야 할 것으로 판단된다.</p>