북극해와 서해에서 분리한 신종후보 3종의 유전체 서열 분석 및 다상 분류

Title
북극해와 서해에서 분리한 신종후보 3종의 유전체 서열 분석 및 다상 분류
Authors
장윤라
Keywords
북극해와서해에서분리한신종후보3종의유전체서열분석및다상분류
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
해양에서 가장 많은 생물량을 차지하고 있는 것으로 알려져 있는 해양미생물의 유전체 분석 및 생리학적 분석은 해양미생물의 생태학적 역할을 이해하고 생물 공학적 응용 가능성을 탐색하기 위한 중요한 방법이다. 본 연구에서는 서해의 인천 및 덕적도 연안 해역, 노르웨이 스발바드 연안 해역에서 분리․배양한 미생물 중 16S rRNA 유전자를 바탕으로 한 계통학적 분석을 통해 생태학적으로 연구 가치가 높다고 사료된 신종후보 3균주를 선별하였으며, 이 균주들을 대상으로 차세대 염기서열 분석 (NGS; Next generation sequencing)을 통한 유전체 서열 분석 및 형태학적 특징, 생리 화학적 특징에 대한 분석을 수행하였다. 신종후보 미생물은 각각의 표층 해수에서 희석․소멸법을 통해 분리 및 배양되었다. 인천 연안 해역에서 분리된 신종후보 strain IMCC3088은 계통분석 결과 OMG (Oligotrophic Marine Gammaproteobacteria) group 중 OM60/NOR5 clade에 속했으며, Gammaproteobacteria 중에서는 최초의 AAnP (Aerobic anoxygenic photosynthetic)미생물로 알려진 Congregibacter litoralis KT71T와 94.2%의 16S rRNA 유사도를 보였다. Strain IMCC3088의 유전체 서열 분석 결과 photoheterotrophy 관련 유전자인 proteorhodopsin (PR) 유전자가 확인되었으며, 이는 OM60/NOR5 clade에 속하는 미생물에서 PR이 보고된 최초의 경우이다. 신종후보 strain IMCC9480은 노르웨이 스발바드 다산 과학기지 근처의 표층해수에서 분리 하였으며, Betaproteobacteria 강(class) Oxalobacteraceae 과(family)에 속하고 담수 유래종인 Herminiimonas fonticola S-94T와 97.5%의 16S rRNA 유사도를 보였다. 생리 화학적 분석 결과 해수와 담수 모두에서 생존 가능한 양상을 보였으며 유전체 서열 분석 결과 PR과 유사한 xanthorhodopsin을 가짐을 확인 하였다. 신종후보 strain IMCC1989는 OMG group에 속하며, secondary metabolism으로 항암제로 쓰이는 물질인 bryostatin을 생산하는 Candidatus Endobugula sertula와 95.0%의 16s rRNA 유사도를 보였다. 유전체 서열 분석 결과 glyoxylate bypass, capsular polysaccharide synthesis and export등의 유전자를 포함하는 것을 확인 하였다. 이상의 신종후보 미생물 3주의 유전체 분석 결과는 미국 국립생물정보센터(NCBI)에 등록․공개되어 있다. 본 연구를 통해 얻어진 유전체 염기서열 정보 및 다상분류 실험결과들은 해양미생물에 대한 생태학적, 생지화학적, 생물공학적 연구에 이바지할 수 있을 것으로 보인다.
Description
List of figures List of tables 요약 Abstract Ⅰ. 서론 1. 해양 환경 미생물 2. 차세대 염기서열 분석 (Next Generation Sequencing, NGS) 3. Strain IMCC3088 4. Strain IMCC9480 5. Strain IMCC1989 Ⅱ. 재료 및 방법 1. 시료 채취 1.1 서해 해수 시료의 채취 및 운반 1.2 북극 해수 시료의 채취 및 운반 2. 해양 미생물의 분리 3. 16S rRNA 염기서열을 이용한 분자 계통학적 분석 3.1. Genomic DNA 추출 3.2. 16S rRNA 유전자 증폭 3.3. 제한효소에 의한 절편 다형성 분석 3.4. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 및 계통학적 분석 4. Proteorhodopsin gene 과 pufM gene 의 PCR screening 및 계통학적 분석 5. 신종 후보군의 다상분류 5.1. 형태학적 특성 분석 5.1.1. 미생물의 형태 관찰 5.1.2. 온도 생장 시험 5.1.3. pH 생장 시험 5.1.4. NaCl 농도 생장 시험 5.2. 생리 화학적 특성 분석 5.2.1. Gram reaction 5.2.2. Catalase와 Oxidase 시험 5.2.3. Macromolecules 분해 시험 5.2.4. 효소 이용 시험 5.2.5. 항생제 내성 확인 5.2.6. 운동성 관찰 5.2.7. Pigment 분석 5.2.8. DNA G+C mol % 측정 5.2.9. Fatty acid methyl esters; FAME 추출 및 분석 5.2.10. Respiratory quinone 분석 5.2.11. Polar lipids 분석 6. 유전체 서열 분석 6.1. 차세대 염기서열 분석 (Next generation sequencing
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23415
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College of Natural Science(자연과학대학) > Biological Sciences (생명과학) > Theses(생명과학 석박사 학위논문)
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