이미은(성균관대학교, 현 한국과학기술연구원) | 시아노박테리아 Synechococcus elongatus PCC7942 에서 BE3 기반 시토신 염기편집 기술의 구축을 통한 돌연변이 유발 연구 [Plant J] | 웨비나

학술웨비나 개최완료

시아노박테리아 Synechococcus elongatus PCC7942 에서 BE3 기반 시토신 염기편집 기술의 구축을 통한 돌연변이 유발 연구 [Plant J]

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2023년 03월 30일 (목) 오전 10시
이미은(성균관대학교, 현 한국과학기술연구원)
Cytosine base editing in cyanobacteria by repressing archaic Type IV uracil-DNA glycosylase

Plant J., 23 December 2022 | https://doi.org/10.1111/tpj.16074

개요

							시아노박테리아(남조류)는 광합성을 하며 산소를 발생시키는 고대 박테리아의 일종으로, 약 19억년 지구상에 출현하여 가장 먼저 광합성을 통해 산소를 발생시킨 생물들이다. 시아노박테리아는 광합성을 진행할 수 있는 가장 작은 단위체 중 하나로, 식물과 조류(algae)와 비교하였을때 빠른 생장 속도와 높은 광합성 효율을 가진다. 이러한 이유로 광합성 연구의 모델 생물로서 시아노박테리아에 대한 연구가 지속되어 왔다. 
최근에는 대사공학의 플랫폼으로서도 이용되기 시작하였는데, 그것은 이들의 탄소중립적인 식생이 기후변화에 대응하는 전세계적인 경향과 맞아떨어졌기 때문이다. 그 결과, 산업 기반 물질부터 고부가 산물에 이르는 다양한 물질들이 시아노박테리아를 호스트로 하여 생산되어 왔다. 특히 시아노박테리아를 보다 효율적인 생산 공장으로서 이용하기 위하여 시아노박테리아 생리에 관한 기존 지식들과 새롭게 개발된 유전자 돌연변이 도구들이 함께 적용되어 돌연변이 균주를 확보하는 연구가 활발히 진행되어왔다. 
최근 진핵 생물의 유전 공학 분야에 있어서 획기적인 발전이 있었는데, 그것은 바이러스에 대항하는 박테리아의 적응 면역 기재인 크리스퍼(CRISPR) 시스템의 재발견이다. 생물의 유전체에 타겟 유전자부분에 이중나선파괴를 일으키고 그이후에 세포의 수리기작을 이용하여 돌연변이를 유발시키는 크리스퍼와 크리스퍼 유래 기술들은, 여러 시아노박테리아 종에 적용되었고 이중에는 대사 공학적 측면으로 향상된 프로파일을 보여준 예도 있었다. 
본 발표에서는 BE3 시스템 기반의 시토신 염기 편집 기술 ‘CyanoCBE’를 처음으로 시아노박테리아 모델 균주인 시네코코커스 일롱게투스 (Synechococcus elongatus) PCC7942 내에서 도입시킨 결과에 대한 내용을 이야기한다. 기존의 BE3 기술을 PCC7942의 특성에 맞게 크리스퍼 인터피어런스(CRISPRi)와 함께 적용, 변형된 CyanoCBE 시스템을 이용, 타겟 유전자 세개에 염기 수준의 돌연변이(C-to-T)를 유발시켰다는 내용이다. 
본 연구에서 개발된 CyanoCBE 시스템이 시아노박테리아의 대사 공학 연구를 위한 도구의 저변을 넓히고, 미래에 대사 공학적 적용에 있어서 도움을 줄 수 있을것이라고 기대된다.