육상도(University of Illinois at Urbana-Champaign) | 목질계 바이오매스로부터 지질 합성을 위한 야로위아 효모의 대사 공학 및 진화 적응 전략 [Bioresour. Technol.] | 웨비나

학술웨비나 개최완료

목질계 바이오매스로부터 지질 합성을 위한 야로위아 효모의 대사 공학 및 진화 적응 전략 [Bioresour. Technol.]

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2025년 01월 03일 (금) 오전 10시
육상도(University of Illinois at Urbana-Champaign)

개요

미생물 발효는 식품, 항생제, 의약품 등 인간 생활의 필수 물질 생산에 핵심적인 역할을 해왔습니다. 기존에는 Saccharomyces cerevisiae와 Escherichia coli가 유전적 특성과 빠른 성장 속도, 그리고 유전자 조작의 용이함 덕분에 미생물 발효를 연구하는 모델 균주로써 주로 사용되었으나 Crabtree 효과로 인해 설탕이 에탄올이나 아세트산으로 전환되는 대사적 한계가 있어 고부가가치 화합물 생산에 제약이 있었습니다. 이에 비해, 지방 축적성이 강하고 acetyl-CoA 대사 흐름이 우수하며 유전공학 가능성이 높은 Yarrowia lipolytica는 acetyl-CoA 유래 제품 생산의 새로운 플랫폼으로 주목받고 있습니다. 그러나 Y. lipolytica는 자연에서 두 번째로 풍부한 당인 자일로스를 대사화하는 능력이 없어, 저렴하고 재생 가능한 탄소원인 리그노셀룰로오스 바이오매스를 활용하기 어려운 한계가 있습니다.
이를 해결하기 위해 본 연구는 대사공학과 적응 실험진화(ALE)를 활용하여 Y. lipolytica를 엔지니어링 하였습니다. 이 과정에서 이종 산화환원 효소 경로를 도입하고 자일로스 조건에서 진화를 유도하여, 개선된 자일로스 대사 능력을 가진 XEV 균주를 개발했습니다. 추가적으로 해당 균주의 전장 유전체 분석 및 역공학을 통하여 자일로스 대사가 개선된 원인을 규명하였고 더 나아가 실제 목질계 바이오매스 유래 가수분해물을 활용하여 지질을 합성하는데에 성공하였습니다.

본 세미나를 통해 Y. lipolytica 균주의 자일로스 대사를 개선하는 유전적 및 대사적 적응에 대한 저의 전반적 연구 내용을 소개해드리고자 합니다.