본 논문에서는 21세기에 보고된 연구결과를 통해 감자의 괴경에 특정 카로티노이드를 집적시키기 위해 도입한 외래 유전자의 종류를 요약했다. 요약된 연구 중, 2006년 생합성대사과정의 가장 첫 단계 MEP경로의 pyruvate와 GAP를 이용해 1-deoxy-D-xylulose-5 phosphate를 합성하는 1-deoxy-D-xylulose-5 phosphate synthase \( (D x s) \) 유전자를 Escherichia coli에서 분리했으며 이를 감자에 도입을 성공한 결과가 보고됐다.
<h1>감자내 카로티노이드의 집적을 위하여 사용된 외래 유전자의 현황</h1> <p>현재까지 보고된 연구결과를 통하여 감자의 괴경에 특정 카로티노이드를 집적시키기 위하여 도입한 외래 유전자의 종류를 Table 1 에 요약하였다. 생합성대사과정의 가장<p>첫 단계 즉 MEP경로의 첫 단계로 pyruvate와 GAP를 이용하여 1-deoxy-D-xylulose-5 phosphate (DXP)를 합성하는 1-deoxy-D-xylulose-5 phosphate synthase \( (D x s) \) 유전자를 Escherichia coli에서 분리하였으며 이를 감자에 도입하는데 성공하였다 (Morris et al. 2006a). 그리고 GGPP를 phytoene으로 전환하는 반응을 촉매하는 phytoene synthase (Psy)를 암호하는 유전자\(Crt B \)를 Erwinia uredovora와 Erwinia herbicola로부터 분리하여 감자에 도입한 결과가 발표되었다 (Ducreux et al. 2005; Diretto et al. 2007a). 뿐만 아니라 phytoene을 lycopene으로 전환시키는 반응을 촉매하는 phytoene desaturase ( (Pds) 를 암호 하는 유전자 \( (\mathrm{Crt} \) I) 와 lycopene에 \( \beta \)-ring 을 삽입시켜 \( \beta \)-carotene을 생산하는 반응을 촉매하는 lycopene \( \beta \)-cyclase (Lcy-b)를 암호 하는 유전자 \( ( \) Crt Y) 를 역시 Erwinia herbicola로부터 분리하여 감자에 도입한 결과를 발표하였다 (Diretto et al. 2007a). 한편 \( \mathrm{a} \)-carotene을 생합성하는 분지과정에서의 첫 단계에 관여하는 lycopene epsilon cyclase 를 암호 하는 유전자 \( (L c y-e) \), 그리고 \( \beta \)-carotene의 단계적인 hydroxylation반응을 촉매 하는 \( \beta \)-carotene hydroxylase을 암호 하는 유전자 \((Chy1, Chy2 \))를 감자로부터 분리하여 감자의 대사공학기술에 응용된 결과도 발표되었다 (Diretto et al, 2006; 2007b). 한편 Rômer 등 (2002)은 zeaxanthin을 violaxanthin으로 전환시키는 반응을 촉매하는 zeaxanthin epoxidase를 암호하는 유전자 \( (\mathrm{Zep}) \) 를 감자로부터 분리하여 감자의 괴경내 zeaxanthin의 집적을 유도하기 위한 대사공학기술에 응용하였다. 한편 직접적으로 카로티노이드의 생합성 대사과정에는 관여하지 않지만 색소체의 발달에 관여하는 유전자 \( (O r) \) 을 Cauliflower로부터 분리하는데 성공하였으며 이를 감자에 도입하여 카로티노이드의 함량을 높이는데 성공하였다고 보고하였으며 (Lu et al. 2006; Lopez et al. 2008; Van Eck et al. 2010), carotenoid의 분해과정에서 다양한 종류의 apo-carotenoid를 생산하는 carotenoid cleavage dioxygenase \( 4(C C D 4) \) 유전자를 감자에서 분리하는데 성공하여 감자의 괴경내 carotenoid를 고농도로 집적시키기 위한 대사공학기술에 응용할 수 있었다고 보고하였다 (Campbell et al. 2010).</p>