Corynebacterium glutamicum은 그람 양성의 통성혐기성이며, 포자 형성을 하지 않는 균으로 다양한 글루타메이트, 라이신과 같은 아미노산뿐만 아니라 산업용 균주로 알려져 있어 다양한 생체 분자와 화학물질 생산을 위한 연구가 수행되고 있다. 따라서 미생물의 산화적 스트레스에 대한 저항성이 증가된다면 발효과정에서 생기는 수율 감소가 억제되며 라이신 생산 균주인 C glutamocum에 D radiodurans에서 라이신 생합성에 미치는 영향을 평가되고 본 연구에서는 유전자 dr1558과 pprM을 C glutamicum에 이형발현하여 라이신 생산성을 비교하였다.
<p>Corynebacterium glutamicum은 그람 양성의 통성혐기성이며, 포자를 형성하지 않는 균으로 다양한 글루타메이트, 라이신과 같은 아미노산뿐만 아니라 비타민, 뉴클레오타이드, 유기산, 바이오 연료(에탄올, 알코올), 디아민, 중합체 등을 생산하는 산업용 균주로 알려져 있다. 이와 같은 생태계적, 의학적, 산업적 중요성 때문에 다양한 생체 분자와 화학물질 생산을 위해 C. glutamicum에 대한 연구가 지속적으로 수행되고 있다.</p> <p>미생물은 배양조건에서 다양한 환경적 스트레스에 노출된다. 특히, C. glutamicum와 같은 산업 균주는 배양 동안 낮은 \( \mathrm{pH} \), 높은 삼투압, 영양 결핍, 산화와 같은 다수의 스트레스에 직면하게 되며 이는 세포의 성장과 생산성에 영향을 미친다. 최근 \( \mathrm{pH} \), 온도, 용존 산소량, 삼투압 등 다양한 스트레스에 대한 저항성과 같은 생리적 특성을 변화시켜 미생물의 생산성을 향상시키는 연구가 많이 진행되고 있다.</p> <p>Deinococcus radiodurans는 고선량 전리 방사선, 장기간의 탈습, 자외선, 활성산소, 산화제를 포함한 극심한 스트레스에 저항성이 높은 균으로 잘 알려져 있다. 다양한 효소적, 비효소적 항산화 시스템과 다수의 DNA 수선 시스템이 D. radiodurans의 높은 저항성에 영향을 주지만, 이러한 고저항성 특징에 대한 정확한 메커니즘은 분명하게 밝혀지지 않았다. 최근, D. radiodurans 유래 스트레스 반응성 유전자가 대장균의 스트레스 내성을 향상시킨다는 연구 결과가 보고되었다. D. radiodurans에서 유래한 반응 조절자(DR1558)와 저온자극유도 단백질(cold shock protein, CSP) 상동체로서 DNA 손상 반응 조절자 (PprM)를 대장균에서 이형발현하여 산화적 스트레스에 대한 저항성이 향상되었다. 미생물 발효가 진행되면 생산물이나 부산물이 축적되면서 배지의 \( \mathrm{pH} \)나 삼투압 등이 변화되고 이로 인하여 생산 수율은 감소되게 된다. Corynebacterium의 경우 라이신의 생산에 따른 삼투압에 대한 반응 연구가 보고되었다. 따라서, 미생물의 산화적 스트레스에 대한 저항성이 증가된다면, 이러한 발효과정에서 발생하는 수율 감소는 억제될 수 있을 것으로 기대된다.</p> <p>이에 본 연구에서는 상업적으로 중요한 아미노산 중의 하나인 라이신 생산 균주인 C. glutamocum에 D. radiodurans에서 유래한 저온자극유래 단백질 PprM과 two component regulatory transduction system의 response regulator인 DR1558 유전자를 각각 발현하여 라이신 생합성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 라이신 생합성에 미치는 유전자의 영향은 유전자의 발현정도에 크게 의존하기 때문에 본 연구에서는 기존에 보고된 발현 세기가 다른 6 개의 항시성 합성 프로모터 \( \left(\mathrm{P}_{\mathrm{L} 10}, \mathrm{P}_{\mathrm{L} 26}, \mathrm{P}_{\mathrm{I} 16}, \mathrm{P}_{\mathrm{I} 64}, \mathrm{P}_{\mathrm{H} 30}, \mathrm{P}_{\mathrm{H} 36}\right) \)를 이용하여 유전자 dr1558과 pprM을 C. glutamicum에 이형발현하여 라이신 생산성을 비교하였다.</p>