독도 해양미생물 ‘동해 독도’에서 신규 로돕신 발견

‘동해 독도’에서 신규 로돕신 발견

 

- Genome Biology and Evolution지 표지논문 게재 -

 

국내 연구진이 ‘동해 독도’라는 애칭으로 불리는 독도의 해양미생물 논라벤스(동해아나) 독도넨시스에서 새로운 타입의 미생물 로돕신* 단백질을 찾아냈습니다.

 

* 미생물 로돕신(microbial rhodopsin) : 빛을 이용해 사는 미생물이 가진 광활성 이온펌프 또는 센서 단백질, 레티날을 이용하여 광화학적 반응을 일으키는 데 관여합니다.

<유전체 정보를 기초로 재구성한 ‘동해 독도’의 물질대사와 수송 개요>

○ 연세대학교 시스템생물학과 김지현 교수(한국 생명공학연구원 바이오합성연구센터 초빙연구원) 연구팀이 주관하고 성균관대학교 윤정훈 교수와 한국 생명공학연구원 오태광 박사 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(도약연구)과 21세기프론티어사업의 지원으로 수행되었습니다.

 

○ 이번 연구결과는 옥스퍼드대학교 출판부가 발행하는 Genome Biology and Evolution(유전체 생물학 및 진화) 1월호 온라인판에 게재되는 한편, 3월호 표지에도 선정되어 독도와 동해를 배경으로 ‘동해 독도’의 전자현미경 사진과 유전체 지도, 그리고 미생물 로돕신의 진화나무를 모티프로 한 디자인이 함께 소개되었습니다.

 

* 논문명 : Genomic makeup of the marine flavobacterium Nonlabens (Donghaeana) dokdonensis and identification of a novel class of rhodopsins

연구팀은 ‘동해 독도’의 유전체 정보 분석을 통해 아스파라긴(N)과 글루타민(Q)으로 이루어진 모티프를 가진 새로운 로돕신을 밝혀내고 이를 NQ 로돕신이라고 명명했습니다.

<미생물 로돕신의 분자계통진화나무와 NQ 모티프를 가진 신규 로돕신 패밀리>

<연세대학교 생명시스템대학 김지현 교수 연구실 연구진 사진>

한편 이번 연구는 과학기술연합대학원대학교(총장 이은우) 시스템생명공학전공 권 순경 씨가 박사학위 주제로 수행한 것으로, 권 박사는 김 교수의 지도로 유전정보를 분석한 후 대사 네트워크를 재구성하고 비교 유전체 연구와 로돕신 발현 분석을 주도했습니다.

○ 권 박사는 “토종 미생물의 유전체 해독에서부터 유전자 발현 및 기능 연구에 이르기까지 여러 경험을 할 수 있었다.” 라면서 “이번 연구결과가 시스템생물학과 합성생물학에 응용되길 바란다.”고 말했습니다.

김지현 교수는 “‘동해 독도’의 유전체 정보를 이용한 빛에너지 대사 관련 오믹스 분석 및 시스템 수준의 연구와 더불어 로돕신 막단백질의 고발현과 로돕신 및 레티날 합성 효소의 구조와 생리 생화학적 기능에 대한 국내외 학자들과의 공동연구가 활발히 진행 중”이라고 밝혔습니다.

김 교수 연구팀은 ‘독도 동해’, ‘독도 한국’ 등 10종의 독도 미생물에 대한 유전체 서열을 추가로 확보하여 앞으로 유전체 연구를 통해 독도와 동해의 유전자원이 지닌 가치를 지속해서 발굴해 나갈 계획입니다.

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