해양 액티노박테리아는 항생제, 항암제, 면역억제제와 같은 다양한 생리활성 물질의 유용한 생물학적 자원이다 [1]. 그러나 2000년대 이후 새로운 종 및 항생제의 동정이 감소하는 양상이 나타났으며, 이는 다제내성의 유병률 증가와 맞물린 결과이다; 따라서 이러한 미생물은 새로운 치료제 발굴에 중요하다 [2]. 또한 이들은 높은 생합성 잠재력을 보이지만, 2차 대사산물 생성과 관련된 많은 생합성 유전자 클러스터(BGC)는 표준 실험실 조건에서 발현되지 않아 화학적 다양성에 대한 접근이 제한된다 [3]. 그러므로 이들 미생물에서 새로운 생리활성 대사산물을 발견하기 위해서는 유전체 서열분석과 암호성 BGC(cryptic BGC) 동정이 필수적이다 [4]. 본 연구에서는 해양 스폰지로부터 해양 액티노박테리아를 분리하고, 전유전체 서열분석을 수행하여 새로운 2차 대사산물을 동정하고자 하였다. 또한 그들의 BGC를 특성화하고자 하였다. 우리는 심해 스폰지 Spheciospongia panis에서 분리된 새로운 해양 액티노박테리아 Streptomyces sp. MMBL 11-3을 동정하였다. 이 스폰지는 한국 제주도의 문섬에서 한국해양과학기술원(Korea Institute of Ocean Science & Technology)의 지원을 받아 채집하였다. 채집한 해양 스폰지는 분쇄 및 여과를 통해 액체 시료로 처리하였다. 액체 시료는 이전에 기술된 바와 같이 [5], 2% NaCl, 10 M nalidixic acid, 20 M cycloheximide가 보강된 ISP4(BD DIFCO, USA), ISP2(BD DIFCO, USA) 및 해양 한천(BD DIFCO) 배지 위에 접종하여 액티노박테리아를 선택적으로 분리하였다. 이후 특이적인 액티노박테리아 형태를 보이는 집락에서 Streptomyces sp. MMBL 11-3을 분리하였다. 분리된 균주는 유전체 DNA(gDNA)를 추출하기 위해 28에서 2일 동안 500 mL의 트립틱 소이 브로스(BD DIFCO)에서 배양하였으며, Wizard DNA Purification Kit(Promega, USA)를 사용하였다. 추출된 gDNA는 Illumina 플랫폼(단문 리드용) 및 PacBio Sequel System(장문 리드용)을 이용한 차세대 염기서열분석에 사용되었다(염기서열분석은 Macrogen에서 수행). (해양 액티노박테리아는 생리활성 물질의 풍부한 공급원이다; 그러나 많은 생합성 유전자 클러스터(BGC)는 표준 조건에서는 발현되지 않는다.) 본 연구에서는 한국 공화국 제주도 문섬 인근의 심해 스폰지 Spheciospongia panis에서 분리한 새로운 액티노박테리아 Streptomyces sp. MMBL 11-3을 동정하였다. 전유전체 서열분석 결과, 9.5-Mb 유전체와, 테르펜, 비리보솜 펩타이드 합성효소, 폴리케타이드 합성효소, 그리고 리보솜 합성 및 번역 후 변형된 펩타이드 BGC를 포함한 34개의 BGC가 확인되었다. 계통발생 분석은 다른 Streptomyces 종들과의 밀접한 관련성을 확인하였다. 따라서 Streptomyces sp. MMBL 11-3은 향후 연구에서 유전체 기반 접근법을 통해 새로운 2차 대사산물을 동정하는 데 활용될 수 있다.

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