유기오염물질 흡착 미세플라스틱 섭취와 바다송사리 장내 마이크로바이옴의 상관관계 및 분자적 기작 규명

Abstract

1. 연구개요 - 본 과제에서는 마이크로바이옴분석을 기반으로 유기오염원 흡착 미세플라스틱에 의해 유발되는 바다송사리 (Oryzias melastigma)의 미생물 조성변화에 대한 연구와 변화된 장내미생물의 조성에 따른 물리적, 생리적 이상과 분자적 기작에 대한 연구를 수행함

2. 연구 목표대비 연구결과 1)유기오염원의 미세플라스틱 흡착 재현 및 독성평가 - 미세플라스틱과 유기오염원의 흡착 방법 및 섭취 가능 여부 확인 - 미세플라스틱 처리에 따른 생체지표 영향 확인 - 조직학적 분석을 통한 물리적손상과 면역학적 손상을 확인 - 마이크로바이옴 분석을 위한 바다송사리 시료 실험조건 확립 2) 바다송사리 장내의 미생물 조성 변화 분석 기법 구축 - 16s rRNA sequencing 분석을 통해 변화된 장내 미생물 조성 파악 - 산화적 스트레스 및 장내 불균형 관련 생화학 지표와 조직형태학적 영향 파악 3) 마이크로바이옴 분석을 바탕으로 흡착미세플라스틱 분자반응 기작 연구 - 흡착율과 노출영향평가를 통해 상승된 독성기전 확인 - 처리 시 변화되는 대사산물과 관련 미생물 규명 - 처리 시 장내불균형에 따른 분자신호전달 기작 확인

3. 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성) 1) 미세플라스틱 독성평가의 선구적 역할수행 - 미세플라스틱의 위해성 평가 및 메커니즘 분석은 수많은 연구를 통해 규명되었지만, 미세플라스틱을 매개체로 하는 유기오염물질과 미세플라스틱의 동반독성영향의 경우 명확한 메커니즘이 알려지지 않았기에 장내 미생물 변화를 활용한 동반독성영향평가 방법을 제시 2) 해양어류에 장내 미생물 데이터베이스 구축 및 미생물 새로운 기능 도출 - 기존 모델생물종인 zebrafish 및 일부 담수 어류에 한정적으로 구축된 어류 미생물 데이터베이스를 기반으로 해양어류의 데이터베이스 구축에 정보 제공이 용이하며 이를 통해 마이크로바이옴 영역을 해양으로 넓히고 보다 다방면의 분석이 가능해질 것으로 예상하며, 유의하게 변화된 미생물 자료를 제공함으로 새로운 기능을 가진 미생물 연구에 도움을 줄 수 있음 3) 독성평가 지표로서의 활용 - 마이크로바이옴 변화를 독성 지표의 endpoint로 설정함으로써 실제 환경농도 기반의 낮은 독성에 대한 영향평가가 가능해 질 것으로 사료되며 독성발현경로 구축의 cellular level에서의 연구에 새로운 방향 제시가 가능함 4) 멀티오믹스 활용 -장내 미생물 군집 변화와 대사체의 상관관계 분석 자료를 제공함으로써 멀티 오믹스 측면의 활용이 가능하며, 해양 생물에 활용 가능한 분석방법을 제시