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식품 분야:

유도 육종기와 적응성 진화기의 조합으로 생물 합성의 새로운 효율을 달성하다

라틴산 박테리아는 글리세린 생물을 1,3-프로필렌글리콜 (1,3-PD) 로 전환하는 효율은 다양한 스트레스 원인 (특히 글리세린은 바탕으로, 1,3-PD는 종산물로, 라틴산은 부산물) 에 대한 낮은 내성에 국한되며, 이는 결국 1,3-PD의 생산량을 감소시킨다.광주대학 제향휘 교수팀은 천목생물의 ARTP 유도육종기와 MMC 적응성진화기를 통해 정산살균대응격원의 내수성과 1, 3-PD의 생산능력을 제고하여 정산살균합성생산량의 병목을 고효률적으로 돌파하였다.

이 연구는 대기실온 플라즈마(ARTP)를 통해 야생 균주를 유인해 글리세린 160g/L에 최대 내성을 가진 균군을 확보했고, 미생물 미세방울배양시스템(MMC) 기반 적응성 실험실 진화(ALE)는 100g/L 1, 3-PD에 내성을 가진 두 번째 균군을 배양했다.그 후 두 균군에 대한 게놈 재편성을 통해 최종적으로 60.12g/L 1, 3-PD를 생성할 수 있는 GJH-418 균주를 획득하였으며, 생산률은 1.72g/L h이다.돌연변이 주와 야생 균주의 전사 분석에 따르면 8개의 유전자가 상향 또는 하향 표현을 통해 높은 내성과 높은 1, 3-PD 생산량 조절에 관여했을 가능성이 있다.

ARTP 및 MMC 기반 부타디엔 살균 적응성 진화 워크플로우 다이어그램

의약 분야:
유전자공학 + 적응성 진화: 에탄올 내성 생성 폴리-2-히드록시딘산 새로운 경로

류효모 진균 폴리구아포효모로 생성되는 폴리-2-하이드록시디옥사이드(P2HBD)는 생체재료와 생체의학 분야에서 잠재적으로 활용될 수 있는 신형 수용성 폴리히드록시산이다.일반적으로 포도당을 탄소원으로 하는 유산소 P2HBD 발효는 아세톤산 탈카르복실을 통해 아세트코아제 A를 생성해 탄소 손실(이산화탄소 방출)을 초래한다.발효 불가 베이스 에탄올은 당류에 비해 탄소 원자당 더 높은 환원도와 더 짧은 아세틸 보조효소 A 생성 경로를 나타낸다.

에탄올 산화에서 P2HBD 합성에 이르는 모듈식 조립 전략파란색 배경은 에탄올 산화 모듈 (모듈 I)

자색 배경은 아세트알데히드산 분류 모듈(모듈 II), 주황색 배경은 당이생 경로 모듈(모듈 III)

서남대학 추상 교수팀은 에탄올을 1탄소원으로 구동하는 P2HBD 탄소경제생물합성을 탐구했다.먼저 에탄올이 생물합성 메커니즘을 통해 P2HBD로 효율적으로 전환될 수 있다는 것을 발견했고, 특이성은 전사인자 Cat8을 활성화시켜 폴리구아포효모 중의 아세트알데히드산 분류를 조절했다.에탄올의 협박에 의한 전사조 분석을 바탕으로 에탄올 산화, 에탄알데히드산 분류, 당이생 경로 등 3개 모듈의 균형을 맞추는 모듈화 조립 전략을 설계하였으며, 서브공정 가동을 통해 정확한 조절을 실현하였다.또한 MMC 시스템을 통한 적응성 진화 전략을 통해 에탄올 내성을 높여 균주가 더 높은 농도에 적응하고 더 많은 산물을 전환할 수 있도록 했다.이 공표현균주는 에탄올을 바탕물로 할 때 상당한 생산량을 보여준다.

최종적으로 돌연변이주 EGG 47을 획득하여 5리터의 발효탱크에서 정식세포발효는 각각 66.7±0.77g/L, 0.87g/g의 에탄올인 P2HBD 적도와 생산률의 상당성을 실현하였다.연구 결과는 에탄올 기질에서 바이오 폴리머 및 화학 물질로 3 세대 바이오 정제소의 탄소 경제 전환에 새로운 통찰력을 제공합니다.

액적 성장 곡선과 MMC 시스템에서의 에탄올 농도 변화 관계도

아미노산/폴리펩티드 분야:

다수확 타이로신 균주 저pH 길들이기 산업화 잠재력 향상

L-아미노산은 방향족 비필수 아미노산으로 좌회전도파, 레스베라트롤, 히드록시 카제인 등 많은 중요한 화학제품의 원료이다.식품, 제약 및 화학 산업에서 널리 사용됩니다.미생물 합성 L-카제인에 대한 많은 연구가 있었지만 낮은 농도 특성으로 산업화 대규모 생산이 제한되었습니다.

강남대 주철민 교수팀은 대장균 중 L-아미노산 생산량을 높이기 위해 망초산 경로에서 핵심 효소의 발현 수준을 상향 조정하거나 하향 조정했다.L-카제인 환적 시스템과 아세트산 생물 합성 경로를 개선함으로써 생산량을 더욱 향상시켰다.이밖에 보조인자공정과 결부하여 인산케톤효소경로를 도입하여 탄소통량을 망초산경로로 인도해야 한다.

포도당 에서 생물 합성 L-카제인

결국 저pH 환경에 적응하기 위해 적응성 실험실의 진화를 거친 후 우수한 균주를 얻었다.이 균주는 62시간 동안 5ℓ 발효 탱크에서 L-카제인 92.5g/ℓ를 생산할 수 있으며, 생산률은 포도당 0.266g/g이다.

적응성 진화 후의 균주가 서로 다른 pH에서의 생장 상황과 L-카제인 축적량

양조 분야:

양조 효모 신형 선별 전략, 주액 풍미와 품질 새로운 돌파

중국의 백주 고체 발효 과정에서 발생하는 고농도 유산은 양조 효모의 생장 대사를 억제하여 주액의 맛과 품질에 영향을 준다.남창대학 부계명 교수팀은 대기실온화플라즈마 (ARTP) 련합자동고전통량미생물미적배양시스템 (MMC) 을 채용하여 고농도의 젖산에 견디는 양조효모균주를 선별해냈다.

유산 농도에 따른 돌연변이 주의 적응성 진화 결과

실험 결과 4% 젖산 협박 조건에서 세 종류의 내젖산 균주의 생장 속도, 세포 완전성, 에탄올 생산 능력 및 휘발성 향기 성분 함량이 모두 원시 균주 NCUF309.5보다 현저하게 우수한 것으로 나타났다.특히 ARTP 처리와 MMC 적응성 실험실 진화를 결합해 얻은 NCUF309.5-44 균주는 4% 젖산의 협박으로 24시간 후 OD값이 93.65%, 에탄올 함량이 2.29배 증가했으며 10회 연속 전대 후에도 안정세를 유지하고 있다는 점에 주목할 필요가 있다.또 휘발성 화합물 함량이 60.69% 높아졌다.요약하면, 본 연구는 내유산 양조 효모 개발을 위한 새로운 선별 전략을 제공하였으며, 고체 백주 발효용 미생물 선정에 중요한 기초를 다졌다.

미생물 자원 발굴:

액적 배양 체계 혁신 미생물 배양, 미생물 자원 발굴 조력

순수 세균 배양물은 미생물 배양조학의 연구에 매우 중요하다.고체 평판, 마이크로 공판 및 마이크로 반응기에 기반한 전통적인 방법은 조작이 번거롭고 통량이 낮은 제한을 받아 미생물 배양 그룹학 연구의 빠른 진전을 방해합니다.

이런 도전에 대처하기 위해 청화대학 장교수팀은 단세포미승격액적배양조학시스템 (MISS cell) 을 성공적으로 개발했는데 이는 액적미류량제어기술을 리용하여 미생물단클론분리, 배양과 선별을 진행하는 자동화고통량플랫폼이다.이 시스템은 짧은 시간 내에 대량의 단세포 액체를 생성하고 단클론 균락을 배양, 선별 및 수집할 수 있어 미생물 분리에서 선별에 이르는 일체화 과정을 실현했다.

이 방안에서 우리는 인체의 장내 미생물군의 분리와 배양을 예로 들어 이 시스템의 응용을 보여주었고, 이를 고체 평판 배양법과 미생물 분리 효율, 단일 클론 배양 성능, 선별 통량 면에서 비교하였다.실험 절차가 간단하여 시약 소모가 매우 낮다.MISS cell은 고체 평판 배양법보다 더 다양한 장내 미생물 종을 배양할 수 있어 미생물 배양 그룹학 연구에 큰 잠재력과 가치를 제공한다.

MISS 세포에서 장내 미생물의 단일 클론 분리 및 배양 결과

(A) 장내 미생물군 분리, 배양 및 감정의 작업 흐름도

(B, D) 장내 미생물군 분리배양으로 얻은 단클론균락의 과수준분석

(C, E) 장내 미생물군 분리배양으로 얻은 단클론 균락의 속 수준 분석

효소 공학 분야:

미세 흐름 제어 기술은 효소의 활성 및 안정성의 획기적인 개량을 가져온다

디-알로돈당은 저열량 희귀 케톤헥사당으로 혈당 강하, 항산화 등 생리적 기능이 있어 식품·의약 분야에서 인기 대체 감미료다.그 생물합성은 케톤당3-차향이소효소 (KEAses) 에 의존하지만 기존의 효소는 촉매효률이 낮고 안정성이 떨어지는 등 문제가 있어 공업생산 및 응용을 제한하고 촉매효률이 더욱 높고 안정성이 더욱 강한 KEAses의 개발이 시급하다.전통적인 필터링 방법 (예: 크로마토그래피 분석, 마이크로 보드 필터링) 은 효율이 낮아 초고통량 돌연변이 라이브러리의 필터링 수요를 만족시키기 어렵다.

천진과학기술대학 진혜민 교수팀은 구조지도의 리성설계와 정향진화에 기초하여 D-알로케톤당3-차향이구효소 (SfDAE) 를 개조하고 약 200만개의 돌연변이체를 포함한 돌연변이뱅크를 구축하였으며 천목생물의 액적미류통제분선플랫폼인 DREM cell을 D-알로케톤당 응답전사조절인자와 결합한 유전코딩생물센서를 구축하여 실시간 분산후 D-알로케톤의 생성을 측정하고 균주를 배양하는데 사용하였다.

여러 차례의 FADS의 선별을 거쳐 최종적으로 돌연변이 M3-2가 검출되었는데, 그 촉매 효율은 야생형 SfDAE보다 17배 높아졌다.돌연변이 M3-2는 D-과당이 D-알로돈당으로 이성화된 반응에서 더 높은 촉매 효율과 열 안정성을 보였다.

DAEase 돌연변이 라이브러리 구축 및 액적 기반 미세 흐름 제어 필터링 프로세스 및 고효율 액상 크로마토그래피를 사용한 DAEase 활성 검사
천목생물은 시종 체계혁신이 무한한 가능성을 가져다줄수 있다고 굳게 믿었다.우리는 액적 마이크로 흐름 제어 기술을 깊이 갈고 있는데, 정밀한 국산 과학 기기를 만들기 위해서일 뿐만 아니라, 생명 과학의 최전방에서 분투하는 모든 과학 연구 종사자에게"이기"를 제공하여 당신이 더 빨리 선별하고 더 우수하게 육성할 수 있도록 돕고, 기초 연구에서 산업 응용으로의 도약을 공동으로 추진하기 위해서이다.

이 결과 요약은 시작에 불과합니다. 다음으로 우리는 비정기적으로 모든 수직 분야에 깊이 들어가 당신에게 상세하게 공유하고 해석할 것입니다.

1. 정기간행물에 발표된 그 연구들은 어떻게 우리의 설비를 리용하여 실현되였는가?

2. 효소공정, 항체약물개발, 공업균주선별 등 분야에서 미액적기술은 도대체 어떤 관건적인 문제점을 해결하였는가?

3. 우리 고객들은 어떤 독특한 실험 설계와 성공 경험을 공유할 수 있습니까?

다채로움이 계속해서 오니, 당신의 지속적인 관심을 부탁드립니다!만약 당신이 어느 특정 분야의 응용에 특별히 관심이 있다면, 우리의 논평 구역에 우리에게 당신의 관심이 우리의 다음 주제의 중요한 참고가 될 것이라고 댓글을 남기는 것을 환영합니다!

천목생물 고통량 균종 선육 플랫폼에 관하여

고통량 균종 플랫폼은 끊임없이 교체할 수 있으며, 새로운 원료, 새로운 공정 요구 또는 효율/품질을 한층 더 높이는 목표에 맞추어 새로운 세대의 개량 균주를 빠르게 개발하여 기술과 제품 경쟁력을 유지할 수 있다.

회사 소개

천목생물은 생물육종분야의 계기장비의 개발과 응용에 전념하여 고효률의 돌연변이기술과 높은 통량선별기술을 통해 산업의 전통균종개발모식을 개조하고 향상시키며 생물제조산업의 질제고와 효익증대를 위해 우리 나라 생물산업의 핵심경쟁력을 제고하는데 진력하고있다.업계의"세포와 균종 개발과 선별 효율이 낮다","관련 장비의 비용이 비싸다","산업화 착지의 어려움"등 난제에 우수한 해결 방안을 제공하는 데 주력한다.