해양생물 기반 생리활성 화합물의 확보와 응용·평가 기술 개발 (2년차)

Abstract

Ⅰ. 제 목 해양생물 기반 생리활성 화합물의 확보와 응용·평가 기술 개발

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성

1. 연구개발의 필요성 해양생물은 화학적 자기 방어수단으로서의 생태학적 기능을 가지는 물질을 생산하는 경우가 많음. 특히 조직이나 세포 수준에서 독성을 나타내는 물질의 출현이 빈번한데 이러한 독성은 심각한 중독을 초래하기도 하고 적절히 활용되어 항암제, 항생제 개발로 연결되기도 함. 이러한 해양 천연물의 특성을 적절히 관리/활용하는 연구 필요

2. 연구개발의 목적 해양생물 유래의 생리활성 저분자 화합물을 유용성을 지닌 화합물과 독성을 지닌 화합물로 분류, (1) 활용이 가능한 유용 화합물의 경우 천연물 분리/규명과 생합성 경로 규명, (2) 관리가 필요한 독성 화합물 (해양생물독) 의 경우 표준시료를 확보하여 정성/정량 분석 방법론을 확립하고 배양생물 활용의 생산기술 개발. 지속적인 생리활성 물질의 발굴을 위해 (3) 독성평가, (4) 형광 분자소재 응용 기술 개발

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 1. 연구기간 2020년 1월 1일 ~ 2020년 12월 31일

2. 연구내용 및 범위 ○ 유효 추출물 유래 활성 천연물 규명 ○ 해면 메타게놈으로부터 유용 천연물 생합성 유전자군 도출 ○ 마비성 독소 합성 기술 개발 및 표준시료로써 재현성 평가 ○ 유독 와편모조류의 독소 생산에 관여하는 환경 조건 (빛 파장의 영향) 탐색 ○ 독성 화합물에 대한 미소동물플랑크톤의 생태적 반응조사 ○ 형광 유도체 물성 개선

Ⅳ. 연구개발결과 ○ 6종의 고역가 생리활성 천연물 발굴 (암세포독성 2종, 이온 채널 억제 6종) ○ 해면 메타게놈으로부터 PKS-TPS hybrid 유전자군 발굴, terpene cyclase 유전자 그룹 도출 ○ dcSTXol 합성 및 구조분석 완료 ○ (비공개종)의 독소 생산에 영향을 주는 파장 확인 (control보다 약 10배 높음),독소 생산 수율 300 ug/L 이상 달성 ○ 독성화합물 노출에 의한 생태적 종말점 발굴, 독화된 패류와 유독 와편모조류 노출에 의한 생태적 반응조사 ○ 개선 형광 유도체 3 종 확보

Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획 ○ 생리활성 천연물 발굴 - 발굴된 고역가 생리활성 천연물 기반의 의약소재 개발 - 천연물의 기능에 주목하는 화학생태학 연구주제 발굴 ○ 해면 천연물 생합성 유전자군 발굴 - 생리활성 해양 천연물 생산에 활용하여 개발 연구 진행 ○ 마비성 독소 정성, 정량 분석 방법론 확립 - 마비성 독소 활용, 개발 연구를 위한 소재 공급 - 마비성 독소 모니터링 사업에 분석 툴 제공 ○ 마비성패독 원인종의 독소 생산 조건 규명 - 마비성 독소의 활용, 개발 연구를 위한 소재 공급 - 생성 메커니즘 이해를 통한 마비성 패독의 관리 방법 확립 ○ 화합물 독성 평가기법 개발 - MBA를 보완할 수 있는 생물독 평가기법으로 활용 - 활성 천연물 발굴·개발 연구에서 생리활성/독성 검정에 활용