◦ 코니페린과 시린진 대량 생산용 다중 유전자 발현 벡터의 제작 ◦ UGT와 조합된 MYB 유전자들이 과발현하는 형질전환체 선발 및 순계 확보 ◦ 무균 기내수경재배로 우수 형질전환체 대량 증식 및 코니페린과 시린진 대량 추출 ◦ Tyrosinase, Collagenase, Elastase 효소 활성 억제능력 조사 ◦ 세포사멸을 최소화하기 위해서 DAMP 신호전달 결손 돌연변이체 활용 ◦ 80% 이상의 순도로 코니페린과 시린진 대량 분리와 세포 수준에서 기능 검증

❍ 시너지 효과 위한 UGT와 MYB 유전자들을 조합한 코니페린과 시린진 생산용 다중유전자발현 벡터 제작 - 재조합 당전이 효소 유전자 UGT72E2/3-1과 UGT72E2/3-2, 리그닌 생화합 경로를 특이적으로 조절하는 MYB63 유전자, 쉬키메이트 합성경로를 조절하는 MYB12 유전자를 각각 단일 T-DAN 영역에 유전자 발현 카세트 모듈형식으로 복수로 도입하여 다중유전자발현 벡터 완성 ❍ 형질전환체 제작 및 전이유전자 과발현 형질전환체 선발 - UGT는 카르복시 말단에 Myc epitope이 부착된 유전자를 사용하며 제초제 저항성으로 1차 선발된 T1 형질전환체들 중에서 western blot 방법으로 UGT 단백질 발현이 높은 라인들을 확인하고 다음세대에 순종을 확보하여 코니페린과 시린진의 생산성을 HPLC로 확인 ❍ 선발된 형질전환체의 전체 전사체 분석과 페닐프로파노이드 대사체 분석 - 페닐프로파노이드 합성 경로에 관여하는 유전자들의 발현량과 대사체 생성량이 도입된 MYB 전사인자의 발현량과 상관관계가 있음을 조사하기 위해 UGT 유전자의 발현이 높고 코니페린과 시린진 생산량이 우수한 형질전환체의 RNA-seq 분석과 대사체 분석 ❍ 무균 기내수경재배를 통한 코니페린과 시린진 대량생산용 형질전환체 대량 증식 - Damage Associated Molecular Pattern (DAMP) 신호전달을 결손 돌연변이체에 활용하고, 세포사멸을 유도하는 외부적 요인을 최소화하기 위해 무균상태 기내수경재배를 하면 바이오메스를 충분히 증식 시킬 수 있음 ❍ 코니페린과 시린진의 대량 추출과 순수 분리 - 생산된 선발된 형질전환체 1 Kg을 건조, 분쇄, 유기용매로 추출 후, 실리키켈과 Sephadex LH-20 관 크로마토그래피를 사용하여 코니페린과 시린진을 80% 이상의 순도로 각각 분리할 수 있는 시스템 확립 ❍ 코니페린의 피부 미용 관련 효소 활성 저해 능력 조사 - Collagenase, Elastase, Tyrosinase 활성 측정용 키트를 구입하여 코니페린를 다양한 농도로 첨가하면서 효소 활성을 측정하면 이들 효소 제해제로서 코니페린의 작용기작을 이해한다. ❍ 분리 된 코니페린과 시린진의 동물 세포주를 이용한 약리적 기능성 검증 - 세포배양 전문가와 협업하여 쥐의 B16 melanoma와 neuroblastoma 세포주 배양액에 다양한 농도의 코니페린을 첨가한 후 세포 수준에서 생성되는 멜라닌 총량과 amyloidβ peptide에 의한 신경세포 사멸 억제 능력을 측정함으로써 미백 효과와 신경세포 보호 효과를 검증한다.

본 과제는 Siberian ginseng으로 불리는 엘레우테로사이드 B와 E를 모델 식물 애기장대에서 더 많이 만들기 위한 합성생물학 연구임. 연구목표는 UGT72E 군과 UGT71C 군의 당전이 효소를 유전자 분리·효소 공학으로 기질 특이성과 Km, Kcat을 향상시키고, 형질전환체에서 페닐프로파노이드 합성 경로를 강화해 시나필 알코올과 시린가레시놀 함량을 높이며, UGT+Myb58+F5H 동시 과발현 및 chs, aldh 변이체 연계로 대사체 흐름을 목표 경로로 집중시켜 엘레우테로사이드 B와 E 고효율 생산 기술을 확립하는 데 있음. 기대효과는 당화 반응 조절을 통한 기능성 리그난 배당체의 안정적 대량 공급과 산업적 식·의약 응용 가능성 확대에 있음.

본 과제는 Siberian ginseng으로 불리는 엘레우테로사이드 B와 E를 애기장대에서 더 잘 만들기 위한 합성생물학 연구임. 연구 목표는 유전체학·대사체학 기반으로 리그난계 배당체 합성 효율을 높이는 기술 확립에 있음. 핵심 연구 내용은 당전이 효소 UGT72E, UGT71C의 Km·Kcat을 분석하고, 기질 특이성과 활성을 향상시키는 재조합 키메라 당전이 효소 제작임. 또한 페닐프로파노이드 합성 경로를 강화하는 형질전환체와 UGT+Myb58+F5H 동시 과발현으로 시나필 알코올·시린가레시놀 흐름을 목표 경로로 집중시킴. 기대 효과는 식물 유래 기능성 소재를 효율적으로 대량 생산하여 기능성 식의약품·작물 개발 산업적 응용 가능성 확대에 있음.