Multiomics-based Microbial Physiology and Metabolism
OVERVIEW
매년 십억 톤 이상의 축산 바이오 폐기물이 생성되지만 매립이나 소각의 방법으로 폐기처분되어 환경 오염 및 처리비용이 증가한다. 이 원인은 케라틴이며, 높은 시스테인 함량의 이황화결합들이 단백질분해효소에 대한 내성을 가져 분해가 어렵기 때문이다. 하지만 깃털 폐기물은 풍부한 아미노산 공급원으로서의 가치가 있어 동물 사료 및 생물 공학 응용 분야 연구에 이목이 집중되고 있다. 또한, 아직 케라틴 분해가 어떤 기작에 의해 일어나는지는 명확하지 않다. 본 연구실에서는 이를 해결하기 위해 70-80°C에서 성장하는 호열성 혐기균주인 Fervidobacterium islandicum AW-1이 보유한 효소의 구조·화학적 특성에 관해 연구하고, 분자수준에서의 단백질 및 세포 수준에서의 진화 및 대사회로 재설계를 통해 기존의 화학공정을 대체 할 수 있는 친환경적 생물공정 및 처리기술 개발에 매진하고 있다. 또한 단백질 공학 기술을 활용한 케라틴 분해 효소군 탐색 및 활용 기술 개발, 케라틴 펩타이드의 기능성 화장품 소재화, 극한 환경 유래 미생물 유전체 분석 및 다중오믹스 기반 유용 유전자원 탐색 연구를 수행하고 있다.
RESEARCH TOPICS
- NGS를 활용한 극한 미생물의 유전체 정보 확보 및 비교유전체학 기반 기능성 유전자원의 탐색- 내열성 효소의 기질특이성 개량을 위한 합성 생물학 기반 고온균(Geobacillus) 유래의 플랫폼(platform) 세포 개발- NGS 기반 유전체, 전사체, 2D 및 LC-MS/MS 단백체 분석을 통한 신규 단백질 가수분해효소탐색- 형광물질을 활용한 케라틴 분해활성 측정기술 개발 및 효소활성기반 단백체 분석을 통한 keratinosome 규명 및 케라틴 분해기작 연구- 혐기발효 미생물 배양을 통해 생산된 초저분자 케라틴 펩타이드의 분리•정제 최적화 및 기능성 화장품 소재화
