실험목적
이 연구의 목적은 녹색 미세조류에서 PETase의 기능적 발현을 증명하고, 이를 통해 생물학적으로 플라스틱 폐기물을 처리하는 새로운 전략을 제시하는 것입니다.
실험방법
이 연구에서는 Chlamydomonas reinhardtii 균주를 사용하였으며, PETase 유전자는 Ideonella sakaiensis 균주에서 분리되었습니다.
어떤 기능을 가진 균주가 제작되었습니까?
PETase를 생산하는 녹조류 Chlamydomonas reinhardtii가 개발되었습니다. 대표 균주 2종(C. reinhardtii CC-124, CC-503)을 조사한 결과, CC-124가 PETase를 잘 발현하는 것을 확인했습니다.
PETase는 PET를 가수분해하는 데 어떻게 작용하나요?
PETase는 PET를 가수분해하여 비독성 단량체인 테레프탈산(TPA)과 에틸렌 글리콜(EG)로 분해합니다. 이 과정에서 PETase는 PET 결합부위를 분해하고, TPA와 EG로 분리시킵니다.
제작된 균주는 PET를 분해할 수 있습니까?
Chlamydomonas가 생성한 PETase의 촉매 활성을 확인하기 위해 형질전환체의 세포 용해물과 PET 샘플을 30°C에서 최대 4주 동안 공동 배양했습니다. 배양 후, 테레프탈산(TPA), 즉 완전히 분해된 형태의 PET를 고성능 액체 크로마토그래피 분석으로 검출했습니다. 또한 다음과 같은 형태학적 변화도 발견되었습니다. 주사 전자 현미경을 사용하여 PET 필름 표면의 구멍과 움푹 들어간 곳 등의 형태적 변화를 관찰했습니다. 그 결과 PET 가수분해 효소인 PETase가 Chlamydomonas에서 성공적으로 발현되었고, 그 촉매 활성이 입증되었습니다.
녹조류를 사용하여 PETase를 발현하는 잠재적 응용 분야는 무엇인가요?
Chlamydomonas에서 발현된 PETase는 미세 플라스틱의 생물농축을 제어하기 위해 조류나 어류에 먹이로 사용될 수 있습니다. 또한, PETase를 발현하는 Chlamydomonas는 생물학적 PET 재활용을 위한 잠재적인 대안으로 고려될 수 있습니다.
참고문헌: Kim, J. W., Park, S. B., Tran, Q. G., Cho, D. H., Choi, D. Y., Lee, Y. J., & Kim, H. S. (2020). Functional expression of polyethylene terephthalate-degrading enzyme (PETase) in green microalgae. Microbial Cell Factories, 19(1), 1-9.
찾던 연구내용입니다. 미세 플라스틱의 생물학적 제거에 관심이 있었습니다. 낮에는 광합성으로 이산화탄소를 제거하고 밤에는 미세플라스틱을 먹으며 에너지를 합성하는 미세조류는 지구의 환경을 지속가능하도록 만드는 원동력이 될 수 있을 것으로 기대합니다.
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