16S rDNA 염기 서열 분석을 통해 실험 균주를 정확히 동정하였으며, 형태학적, 배양적 및 생화학적 특성 및 Biolog system을 이용한 분석 결과를 기반으로 B. megaterium으로 식별하였다. 특히 B. megaterium F7-1은 케라틴을 대부분 분해할 수 있는 능력을 보여, 이는 사료산업, 가죽산업의 탈모 공정, 그리고 케라틴 제거 화장품 제조 등에 유용하게 사용될 수 있음을 시사하였다.
<h2>16S rDNA 염기서열 분석 및 계통분류</h2> <p>실험균주의 보다 정확한 동정을 위하여 16S rDNA의 염기 서열 분석을 실시하였다. 실험균주의 genomic DNA를 추출하여 16S rDNA 유전자 primers를 이용하여 PCR을 수행한 결과, \( 600 \mathrm{bp} \) 정도의 증폭된 DNA 단편을 확인할 수 있었으며, 이 DNA의 부분 염기서열을 분석한 결과는 Fig. 2에서 보는 바와 같다. 16S rDNA 부분 염기서열을 NCBI GenBank에 등록된 유사 균주와 비교분석하여 유전자간 상관성을 알아 본 결과, 본 실험균주는 B. megaterium과 \( 98 \% \) 의 상동성을 가지고 있었으며, NCBI Blast의 bl2seq program을 이용하여 염기서열을 정렬한 데이터는 Fig. 3에서 보는 바와 같다. Drancourt 등에 의하면, 종 수준의 동정으로서는 \( 99 \% \) 이상의 상동성을 가져야 하며, 속 수준의 동정으로서는 \( 97 \% \) 이상의 상동성을 가져야 한다고 보고되어 있다. 그러나 아직 16S rDNA 염기서열을 기초로 하여 세균 동정에 관여하는 염기서열 상동성 비교의 기준은 정해진 것은 아니다. 한편, 16S rDNA 구조에 기초하여 실험균주와 알려진 Bacillus spp.와의 분자계통학적 유연관계를 파악하기 위하여 Neigh-bor-joining method에 의하여 계통수(phylogenetic tree)를 작성하였고, 그 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 즉, 분자계통학적 분석에서도 본 실험균주는 Bacillus 속을 포함하는 계통학적 그룹에 속하며, 특히 B. megaterium과 높은 유연관계를 나타내었다. 이상과 같이 실험균주의 형태학적, 배양적 및 생화학적 특성, Biolog system을 이용한 분석 및 16S rDNA 염기서열 분석 결과에 의거하여 본 실험균주는 B. megaterium 으로 동정되었다. 결과를 제시하지는 않았지만 균주 C1-1, C1-2, F3-1 및 F3-4는 모두 B. pumilus로 동정되었다.</p> <p>현재, keratinolytic protease를 생산하는 Bacillus 속으로 B. pumilis, B. cereus, B. licheniformis, B. subtilis 등이 알려져 있으며, keratinolytic protease를 생산함으로서 우모를 가수분해할 수 있는 B. megaterium에 대한 보고는 본 논문이 최초이다.</p> <p>본 실험균주에 의한 우모 분해양상을 조사하기 위하여 whole feather가 함유된 무기염 배지에 균주를 접종하여 \( {30}^{\circ} \mathrm{C}, 200 \mathrm{rpm} \) 으로 배양하면서 관찰한 결과는 Fig. 5에서 보는 바와 같다. 본 실험균주는 배양시간 경과에 따라 우모를 효율적으로 분해할 수 있었는데, 배양 4일 후, feather shaft을 제외한 모든 성분을 분해할 수 있었으며, 배양 6일 후 feather shaft까지 분해할 수 있었다. 이러한 결과를 기초로 본 실험 균주는 기보고된 Bacillus spp.가 생산하는 keratinolytic protease의 특성 및 우모 분해조건 동이 상이할 것으로 판단되어, 헌재 생산조건 및 조효소의 특성에 대하여 연구를 계속하고 있다.</p> <p>본 연구에서 사용된 Bacillus megaterium F7-1은 케라틴을 거의 완전히 분해할 수 있는 능력을 가지고 있었다. 따라서 본 균주는 사료산업 뿐만 아니라 가죽산업의 탈모공정이나 사람 피부의 죽은 세포성분인 케라틴을 제거하기 위한 화장품 조성물 등 케라틴 분해관련 산업에도 매우 유용하게 사용될 가능성이 있음을 알 수 있었다.</p>