표제지
요약문
목차
Abstract 12
I. 서론 13
II. 연구방법 15
1. 오염환경에 자생하는 원핵생물 배양체 확보 15
가. 균주 배양 및 분리 15
나. 균주 동정 16
다. 신종 후보종과 미기록종 후보종의 기준 17
2. NGS를 이용한 원핵생물 군집 분석 18
가. Genomic DNA 추출 18
나. 원핵생물 군집분석 18
3. Shotgun metagenomics를 이용한 기능 유전자 분석 19
가. Genomic DNA 추출 및 라이브러리 제작 19
나. 메타지노믹 데이타 처리 19
4. IDPN(3,3'- Iminodipropionitrile) 분해 균주 특성 분석 20
가. Paracoccus communis NK1007 균주의 배양연구 20
나. 폐수에 대한 분해능 시험 21
다. IDPN 분해 메커니즘 분석 22
III. 연구결과 25
1. 오염환경에서 분리된 원핵생물 배양체 25
2. 오염환경에 서식하는 원핵생물 군집 구성 32
가. 원핵생물의 종(種) 풍부도와 다양성 32
나. 문 수준의 비교 33
다. 속 수준의 비교 35
라. 종 수준의 비교 37
3. 오염환경의 기능 유전자 구성 40
가. Shotgun metagenomics에 의한 군집구성 특성 40
나. 오염환경의 기능 유전자 구성 42
4. IDPN(3,3'- Iminodipropionitrile) 분해 균주 특성 44
가. Paracoccus communis NK1007 균주의 배양조건 확립 44
나. 폐수 환경에서의 IDPN 분해능 47
다. IDPN 분해 메커니즘 49
IV. 고찰 57
1. 연구 목적 및 범위 57
2. 오염환경에서 분리된 원핵생물 배양체 57
3. 오염환경에 서식하는 원핵생물 군집 구성 58
4. 오염환경의 기능 유전자 구성 59
5. IDPN(3,3'- Iminodipropionitrile) 분해 균주 특성 60
V. 결론 63
1. 오염환경에서 분리된 원핵생물 배양체 63
2. 오염환경에 서식하는 원핵생물 군집 구성 63
가. 원핵생물의 종(種) 풍부도와 다양성 63
나. 분류단계별 원핵생물 군집 비교 64
3. 오염환경의 기능 유전자 구성 64
가. Shotgun metagenomics에 의한 군집구성 특성 64
나. 오염환경의 기능 유전자 구성 64
4. IDPN(3,3'- Iminodipropionitrile) 분해 균주 특성 65
가. Paracoccus communis NK1007 균주의 배양조건 확립 65
나. 폐수 환경에서의 IDPN 분해능 65
다. IDPN 분해 메커니즘 65
VI. 참고문헌 67
부록 1. 배양체 배양조건 및 염기서열 정보 70
표 1. 16S rRNA의 V3-4 구역 증폭용 프라이머 염기서열 정보 18
표 2. P. communis NK1007 균주의 폐수시료 시험 조건 21
표 3. RNA seq 분석을 위한 시료채취 시간별 흡광도 22
표 4. 원핵생물 배양체의 분류정보 26
표 5. 폐수 시료별 원핵생물 NGS 분석결과 요약 32
표 6. 폐수 시료의 상위 우점 18문 구성 비율 34
표 7. 폐수 시료의 상위 우점 20속 구성 비율 36
표 8. 폐수 시료의 상위 우점 20종 구성 비율 39
표 9. Shotgun metagenomics에 의한 군집구성비 41
표 10. Shotgun metagenomics에 의한 기능 유전자 최상위 분류결과 42
표 11. Shotgun metagenomics에 의한 기능 유전자 최하위 분류 중 상위구성 20종 목록 43
표 12. 초기 성장기(48시간) 과발현 유전자 목록 51
표 13. 후기 정지기(96시간) 과발현 유전자 목록 52
그림 1. FTM media의 산소 유무에 따른 발색 변화 15
그림 2. 혐기성 배양을 위한 chamber 및 균주 희석 과정 16
그림 3. Shotgun metagenomics 분석절차 19
그림 4. 배양법 최적화 시험을 위한 파일럿 배양기(BCS system) 20
그림 5. 폐수 시료의 처리공정을 모사한 bioaugmentation 실험도 22
그림 6. RNA seq 분석을 위한 P. communis NK1007 균주의 성장 단계별... 23
그림 7. RNA seq raw data의 처리 모식도 24
그림 8. NK1008_1 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 27
그림 9. NK2248 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 27
그림 10. NK2016 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 28
그림 11. NK2210 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 28
그림 12. NK2217 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 29
그림 13. NK1001 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 29
그림 14. NK2050 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 30
그림 15. NK2064 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 30
그림 16. NK2201 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 31
그림 17. NK2212 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 31
그림 18. 연차별 폐수 시료의 원핵생물 문 수준의 군집 비교 33
그림 19. 연차별 폐수 시료의 원핵생물 속 수준의 군집 비교 35
그림 20. 연차별 폐수 시료의 원핵생물 종 수준의 군집 비교 38
그림 21. Shotgun metagenomics에 의한 군집구성 40
그림 22. IDPN의 화학구조 44
그림 23. P. communis NK1007 균주의 IDPN 이용 성장곡선 44
그림 24. P. communis NK1007 균주의 반 연속배양 성장곡선 45
그림 25. P. communis NK1007 균주의 TSB 및 조합 배지별 성장곡선 46
그림 26. P. communis NK1007 균주의조합배지 농도별 성장곡선 46
그림 27. P. communis NK1007 균주의 여과 실폐수 배양 중 탁도 47
그림 28. P. communis NK1007 균주의 여과 실폐수 내 IDPN 분해능 48
그림 29. P. communis NK1007 균주의 조건별 여과 실폐수 내 IDPN... 48
그림 30. 각 시료간 FPKM(Fragments Per Kilobase of transcripts per... 49
그림 31. 초기 성장기(48hr) 및 후기 정지기(96hr) 시료 간 전사체 발현... 50
그림 32. IDPN의 chemical synthesis pathway 및 chemical reaction 53
그림 33. Chemical synthesis pathway를 기반으로 추정되는 2가지 형태의... 54
그림 34. P. communis NK1007의 IDPN 분해 대사회로 56