미생물 대사공학 기반 카로티노이드 및 이소프레노이드 천연물 생산 연구

Microbial Metabolic Engineering for Carotenoids and Isoprenoid Natural Product Production

연구 내용

미생물 유전체 분석과 대사경로 재설계를 통해 카로티노이드 및 관련 이소프레노이드의 생산성을 높이고, 폐자원 기질을 활용하는 전환 공정 연구

미생물의 대사경로와 유전체 기반 기능을 활용하여 카로티노이드 및 이소프레노이드 계열 천연물의 생산성을 높이는 연구를 수행합니다. 메탄과 농업 폐기물, 원료 정제도가 낮은 글리세롤, 해조류 바이오매스 등 다양한 기질을 대상으로 대사공학적 유전자 도입과 경로 최적화를 적용합니다. 또한 합성데이터를 활용한 Machine learning 기반 타깃 예측과 생산성 향상 전략을 결합하여 균주 설계의 탐색 효율을 높입니다. 최종적으로 생산성, 광안정성 등 공정 지표를 고려한 플랫폼형 생산 전략을 확보합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 해양 미생물을 분리하고 xanthophyll 생산 특성을 확보하며(2022년), 균주 기반 생산성을 평가하는 방향으로 연구를 진행하였습니다. 이후 2022년에는 Machine learning을 활용해 lycopene 생산을 위한 잠재 공학 타깃을 예측하는 연구로 확장하였습니다. 2024년과 2025년에는 메탄 기반 phytoene 생산, 합성데이터 보강 학습을 통한 균주 설계, 양배추 폐기물 및 글리세롤 같은 저가 기질로의 생산성 고도화 연구를 수행하였습니다. 병행하여 작물 세포 기반 아스타잔틴·레티노이드 생산 플랫폼 개발 과제를 통해 세포주 배양 및 대량 생산 인프라까지 연계하는 연구 궤적을 형성하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

폐자원 유래 카로티노이드 생산 플랫폼
메탄 기반 발효 공정 고도화
합성데이터 기반 균주 설계 자동화
식품용 천연 색소 생산
기능성 화장품 원료 제조
광안정성 강화 미생물 공정
저정제 글리세롤 활용 바이오리파이너리
해조류 바이오매스 업사이클링 공정
작물 세포주 배양 기반 이소프레노이드 생산
고부가 천연물 기술이전용 균주 패키지