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송요셉
송요셉(Yoseb Song) 저자 이메일 보기
KAIST
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Functional cooperation of the glycine synthase-reductase and Wood–Ljungdahl pathways for autotrophic growth of Clostridium drakei

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

화석연료 사용 시 발생되는 이산화탄소와 산업현장에서 방출되는 일산화탄소의 대기 중 농도가 매년 증가함에 따라, 미생물을 이용하여 환경오염의 주범인 C1 가스를 고부가가치 생화학물질 생산으로 전환하는 연구가 주목을 받고 있습니다. 관련하여 기존에 보고된 6개의 C1 가스 고정 대사회로 중 우드-융달 대사경로가 에너지 측면에서 가장 효율적인 대사경로로 알려져 있습니다. 그럼에도 불구하고 우드-융달 대사경로를 보유하는 대표적 미생물인 아세토젠은 생장 속도가 느려 생화학물질을 생산하는 플랫폼 균주로 이용하기에 한계가 있습니다. 해당 미생물의 생장 속도를 증가시키기 위해서는 보다 효율적인 C1 가스 고정 대사회로의 발견 및 도입이 필요하여 이를 찾기 위한 노력들이 계속 되어오고 있습니다.

본 연구에서는 이산화탄소 고정 미생물 C. drakei 미생물의 유전체 재구축을 통해 신규 C1 가스 고정 대사회로를 찾고 디지털 가상세포 모델 구축 및 분석을 통해 대사회로 작동 가능성을 확인하였습니다. 전사체 분석, 동위원소 13C 및 효소 반응 실험결과 이산화탄소가 해당 대사회로를 통해 글리신에서 아세틸린산으로 환원된 후 아세틸산이 생산되며, 대사회로 효율성이 기존 우드-융달 대사회로보다 우수한 것을 알 수 있었습니다. 해당 대사회로는 C1 가스를 이용한 고부가가치 생화학물질 생산의 한계점인 아세토젠 미생물의 낮은 생장 속도를 해결하는 데 크게 기여할 것이라고 기대합니다. 생장 능력이 개선된 아세토젠 미생물 유전체에 유전자가위 등 합성생물학 기술을 이용하여 고부가가치 생화학물질 생산 대사회로를 도입한다면 생산량을 산업적인 수준까지 증대시키는 것이 가능할 것입니다.

기억에 남는 점이라면, 해당 실험에 사용된 미생물 C. drakei 같은 경우 악취가 상당히 심합니다. 그래서 배양이 끝나고 설거지를 할 때마다 심한 악취로 연구실 동료들에게 피해를 주었던 것이 생각이 납니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

제가 연구를 진행하고 있는 카이스트 생명과학과 시스템 및 합성생물학 실험실 (System and Synthetic Biology Lab)은 조병관 교수님의 지도 하에 다양한 미생물의 유전체, 전사체, 번역체, 전사유닛, 단백체, 대사체등의 다중오믹스 정보를 기반으로 산업적 가치를 가지는 미생물(대장균, 아세토젠, 방선균) 들의 생명현상을 이해하는 연구를 수행하고 있습니다. 연구를 통해서 얻어진 정보들을 공학적 관점에서 이용하여 고부가가치 물질을 고생산할 수 있는 미생물을 디자인하고 실제로 구현하는 합성생물학 연구를 진행하고 있습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구활동을 하면서 진행하는 연구에 시간을 투자하고 관심을 가지는 것이 얼마나 중요한지를 매번 느낍니다. 모든 분야가 다 똑같겠지만, 뛰어난 연구 결과들이 쏟아져 나오는 환경에서 다른 연구 성과와 비교하지 않고, 열정을 가지고 반복적인 일을 꾸준히 진행하는 것이 가장 중요한 것 같습니다. 가지고 있었던 궁금증을 해결할 가설을 만들어 내고, 검증 방안을 찾고, 결과를 통해서 지식을 습득해 나가는 일련의 과정 속에서 보람과 희열을 느꼈습니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

기술의 발전으로 방대한 양의 데이터가 공개적인 데이터베이스에 축적되고 있습니다. 이와 같은 데이터를 효율적으로 분석하여 유의미한 결과를 도출 하는 것 이 그 어느때 보다도 중요합니다. 관련하여 제가 공부한 시스템 생물학은 다양한 생물학 분야의 데이터를 다루며, 분야간 협력이 가능하도록 하는 매우 매력적인 학문이라고 생각합니다. 또한, 도출한 정보를 기반으로 합성생물학을 이용한 공학적 재해석을 통해 산업적으로 가치 있는 결과를 만들 수 있다는 점이 시스템생물학의 장점인 것 같습니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

연구를 하면서 가장 크게 느끼는 점은 아직도 제가 공부한 분야에 대한 이해도가 많이 부족하구나 입니다. 앞으로도 시스템 및 합성 생물학을 깊게 고민하고 공부하여 연구자로서 발전된 결과들을 만들고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

우선 힘들고 어려운 시기에 힘이 되어주신 하나님께 감사합니다. 본 연구를 논문으로 마무리를 할 수 있게 해주시고 연구자의 길이 무엇인지 몸소 지도해 주시는 조병관 교수님께 감사드립니다. 또한, 논문과 관련하여 토론하고 지도해주신 김동혁 교수님 및 연구자 동료들께도 감사하다고 말하고 싶습니다. 마지막으로 밤낮으로 저를 위해 기도해주신 부모님께도 감사하고 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다.

 

 등록일 2020-05-20
Category: Systems Biology
  댓글 1
회원작성글 smart Min  (2020-05-29 10:51)
송박사~~ 축하해^^
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