목차
요약문 2
1. 연구개발과제의 개요 6
1-1. 연구개발의 필요성 6
1-2. 연구개발 범위 8
1-3. 국내외 기술 개발 현황 9
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 13
가. 질병 원인체에 대한 병리학적 특성 연구 13
나. 병원체 진단을 위한 연구개발 및 진단시스템 구축 27
다. 오믹스 기반 고부가가치 양식생물의 감염ㆍ염증성 질병의 발병 기전연구 43
라. 생물소재 발굴 및 스크리닝 140
마. 감염ㆍ염증성 질병 예방 및 제어를 위한 후보물질 확보, 효능 및 안전성 검증 154
바. 신규 발굴된 소재의 현장 적용시험을 통한 효능 및 안전성 평가 177
사. 질병 제어 신소재의 제품화 및 바이오센서 개발ㆍ실용화 223
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 244
3-1. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 244
3-2. 연구수행 결과 245
4. 목표 미달 시 원인분석 268
4-1. 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 268
4-2. 자체 보완활동 268
4-3. 연구개발 과정의 성실성 268
5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 269
5-1. 목표 달성도 269
5-2. 관련 분야 기여도 270
6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 271
[별첨자료 1] 연구내용과 발표 연구성과의 연관성 분석 273
[별첨자료 2] 상품화 성과에 대한 객관적 자료 279
참고문헌 282
표 2-1. 본 연구의 오믹스분석 대상 생물종 및 질병 원인체 43
표 2-2. S.parauberis 감염시 넙치 조직별 50% 이상 변화율을 보인 대사체 48
표 2-3. VHSV 감염 시 넙치 조직별 50% 이상 변화율을 보인 대사체 52
표 2-4. M. avidus 감염시 넙치 조직별 50% 이상 변화율을 보인 대사체 56
표 2-5. RBIV 중감염에 따른 돌돔 비장의 단백체 발현 변화 62
표 2-6. RBIV에 감염된 돌돔의 장기별 50% 이상 증감 대사체 64
표 2-7. WSSV 감염 72시간 그룹에서 발생한 DEG의 KEGG pathway pattern 분석 71
표 2-8. 대사체와 연관된 유전자 75
표 2-9. 조피볼락 샘플 정보 79
표 2-10. 기생충 감염 조피볼락의 장기별 50% 이상 변화율을 나타내는 대사체 88
표 2-11. A. salmonicida에 감염된 조피볼락 두신의 GO enrichment analysis 결과 91
표 2-12. A. salmonicida 감염 시 조피볼락의 단백체 분석 결과 92
표 2-13. 수온이 높아질수록 발현량이 감소하는 8종의 단백질과 증가하는 27종의 단백질 103
표 2-14. 염분이 낮아질수록 발현량이 증가하는 12종의 단백질과 염분이 낮아질수록 발현량이 감소하는 16종의 단백질 110
표 2-15. S. parauberis 감염에 따른 면역관련 pathway z-score analysis 결과 117
표 2-15. S. parauberis에 감염된 넙치에서만 발견된 단백질 117
표 2-17. S.parauberis 감염 일차에 따른 규명된 단백질의 주요 기능적 주석 from DAVID 118
표 2-18. S. parauberis 감염에서 발견된 S. parauberis 유래 단백질들과 규명된 펩타이드 수 118
표 2-19. VHSV 감염 넙치 신장 DEG를 이용한 KEGG 분석결과 124
표 2-20. VHSV에 감염된 넙치에서만 발견된 단백질 125
표 2-21. VHSV 감염 그룹에서만 발견된 individual 단백질의 주요 기능 확인 126
표 2-22. 그룹별 발견된 VHSV 유래 단백질 목록과 펩타이드 수 127
표 2-23. t-test 분석을 이용한 VHSV 감염 넙치 두신에서 유의미한 대사체 선별 129
표 2-24. Penicillium decumbens (J08NF-10) 배양물 항균 활성 확인 141
표 2-25. Viriditoxin과 oxytetracyclin 1:1 병용투여의 항균활성 확인 146
표 2-26. Viriditoxin 투여로 폐사한 넙치의 장기별 병리조직학적 소견 146
표 2-27. Gliotoxin의 어류감염균 및 인체감염균에 대한 항균효과 149
표 2-28. 기 선정된 17종 이상의 기능성 펩타이드 생산 균주의 항균 활성 151
표 2-29. 펩타이드 5-A의 온도 및 pH 안정성 153
표 2-30. 제약회사 제공 생리활성물질 및 천연항생제 시료 정보 154
표 2-31. N사 5번 물질의 in vitro 항세균 활성결과 155
표 2-32. J사 A물질의 in vitro 항세균 활성결과 160
표 2-33. 세균 감염 결과 161
표 2-34. E.tarda 감염여부 확인 및 검출 양 161
표 2-35. 스쿠티카충 6-A-HCl처리 시간대별 생장률 173
표 2-36. 면역 세포로의 분화 유도 조건 175
표 2-37. 3-A 급이 넙치의 장기별 50% 이상 변화율을 나타내는 대사체 184
표 2-38. 샘플 어류의 E. piscicida 감염율, 7주차 생존 어류에서의 E. piscicida 감염율 및 감염 정도 187
표 2-39. 5-A첨가 사료 4주간 급이 이후 발현량이 증가하는 단백질과 감소하는 단백질 목록 및 각 단백질의 증가/감소되는 펩타이드 수 197
표 2-40. S.iniae 인위감염 후 넙치의 장기별 50% 이상 변화율을 나타내는 대사체 198
표 2-41. 6-A 급이 넙치 신장에서 유의하게 증가한 면역 관련 DEG(Set A) 203
표 2-42. 6-A 급이 기간에 따른 신장의 50% 이상 증감율을 나타내는 대사체 205
표 2-43. 6-B 급이 시험에서 유의하게 증가한 면역/성장 관련 DEG 207
표 2-44. 6-B 급이 유무에 따른 규명된 단백질의 주요 기능적 주석 from DAVID 208
표 2-45. 실용화검증 종합관리 프로그램 시험 디자인 215
표 2-46. 개별 단백질의 주요 기능적 주석 from DAVID 219
표 2-47. 편익 계산 222
표 2-48. 추가비용 계산 222
표 2-49. 후보물질의 기술이전 건 223
표 2-50. 후보물질의 제품 개발 품목 223
표 2-51. 3-B 물질의 1~3상 임상시험 실험 조건 225
표 2-52. 6-B 제품 공정법 개발 실험 조건 227
표 2-53. 실제 넙치 시료에서 측정한 Pyruvate 농도의 비교 235
표 2-54. 실제 넙치 시료에서 측정한 lactate 농도의 비교 239
그림 1-1/그림 28-1. 대한민국과 일본에서 양식장 내 넙치, 돌돔, 무지개 송어, 장어의 폐사 원인 7
그림 1-2/그림 1-29. 연구개발 내용 8
그림 1-3/그림 1-30. VHSV 진단 키트(좌), WSSV 진단 키트(우) 10
그림 1-4/그림 1-31. VHSV에 대한 예방 관련 국내 특허 12
그림 1-5/그림 1-32. Streptococcus parauberis에 대한 예방 관련 국내 특허 12
그림 1-6/그림 1-33. 스쿠티카증 예방 관련 국내 특허 12
그림 1-7/그림 1-34. 본 연구에서 목적하는 바이러스, 세균, 기생충 관련 국내 특허 동향 12
그림 2-1. 배지 상에서 나타나는 Streptococcus sp.의 용혈능 검사 13
그림 2-2. S.treptococcus의 운동성 측정 13
그림 2-3. S.treptococcus의 생물막 형성 검사 13
그림 2-4. 온도변화에 따른 두 질병 원인체의 성장 패턴 비교 14
그림 2-5. 고수온(37℃)에서 두 질병 원인체의 생존능력 비교 14
그림 2-6. 온도변화에 따른 S. parauberis의 총 단백질 발현 패턴 비교 15
그림 2-7. 온도변화에 따른 S. iniae의 총 단백질 발현 패턴 비교 15
그림 2-8. 두 질병 원인체에서 면역 반응을 보이는 단백질 확인 15
그림 2-9. MALDI-TOF 분석을 통한 인자 동정 15
그림 2-10. 다양한 염분농도에 따른 두 질병 원인체의 생장 패턴 15
그림 2-11. 염분농도 3.5%에서 두 질병 원인체의 생존능력 비교 16
그림 2-12. S. parauberis SpOF 3k의 플라스미드 16
그림 2-13. S. iniae FP5228 3k의 플라스미드 16
그림 2-14. S. parauberis SpOF 3k에서 유전자의 기능적 분류 17
그림 2-15. S. iniae FP5228에서 유전자의 기능적 분류 17
그림 2-16. S. parauberis SpOF 3k 균주의 염농도에 따른 운동성 검사 18
그림 2-17. S. iniae FP5228 균주의 염농도에 따른 운동성 검사 18
그림 2-18. Toxin ζ - Antitoxin ε 과발현 E. coli 균주의 생장곡선 18
그림 2-19. Toxin ζ 과발현 E. coli 균주의 형태학적 변화 18
그림 2-20. PCR을 이용한 S. iniae FP5228 균주의 플라스미드 제거 확인 19
그림 2-21. S. iniae FP5228와 CK287 균주의 생장곡선과 생균수 측정 19
그림 2-22. S. iniae FP5228와 CK287 균주의 세포에 대한 병원성 비교 19
그림 2-23. 제브라피시에서 S. iniae FP5228와 CK287 균주의 병원성 비교 19
그림 2-24. S. iniae FP5228 상등액을 처리한 S. iniae FP5228와 E. coli 균주의 생장 저해 20
그림 2-25. 다양한 방법으로 추출한 S. iniae FP5228 상등액의 생장 저해 활성 20
그림 2-26. 다양한 균주에서 S. iniae FP5228 상등액에 의한 생장 저해 21
그림 2-27. 주사 전자 현미경을 이용한 S. iniae FP5228 상등액에 의한 E. coli 균의 섬유상 형태 관찰 21
그림 2-28. S. iniae 상등액 처리 후 운동성 측정 21
그림 2-29. S. iniae 상등액 처리 후 전사적 수준에서 발현양 차이 확인 22
그림 2-30. S. iniae 상등액 처리 후 단백질 수준에서 발현양 차이 22
그림 2-31. 스쿠티카 충의 Cyst stage으로 변형을 통한 생존률 및 내성 강화 23
그림 2-32. 선도 전사체 데이터 상동성 결과 23
그림 2-33. FPKM(Fragments Per Kilobase Of Exon Per Million Fragments Mapped) 23
그림 2-34. 배지환경에 따른 Transmembrane 전사체 결과 24
그림 2-35. 배지환경에 따른 Metabolism 전사체 결과 25
그림 2-36. 메벤다졸 30ppm 처리 후 시간대별 transcript 발현량 26
그림 2-37. 메벤다졸 처리에 의해 유도된 스쿠티카 충 miRNA(Stem-Loop Structure) 26
그림 2-38. VHSV의 게놈구조 27
그림 2-39. (A) 기존 프라이머에 의한 VHSV 검출 전략, (B) 본 연구에 의한 VHSV 검출 전략 27
그림 2-40. 이노신으로의 치환을 통한 프라이머의 다이머를 막기 위한 전략 28
그림 2-41. VHSV 특이적 프라이머의 근육 조직에서의 VHSV 검출 결과 28
그림 2-42. S.parauberis를 검출할 수 있는 프라이머 29
그림 2-43. 다양한 Steptococcus 균주의 세계적인 분포양상(좌), 계통 분류학적 연관 관계(우) 30
그림 2-44. Streptococcus 균주의 16s DNA 유전자의 구조(좌)와 농도별 박테리아 검출 확인 실험 30
그림 2-45. Streptococcus iniae와 Streptococcus parauberis의 특이적 검출을 위한 전략 31
그림 2-46. 이리도바이러스 검출용 primer 제작 및 바이러스, 박테리아 동시 검출 가능성 확인 31
그림 2-47. 한국에서 탐지되는 2가지 유형의 이리도바이러스 서열 비교 32
그림 2-48. 이리도바이러스 primer를 제작 32
그림 2-49. S.iniae, S. parauberis, 2가지 유형의 이리도 바이러스, 총 4종류의 감염원을 검출하기 위한 PCR 전략 32
그림 2-50. 흰다리새우 WSSV와 Vibrio의 기존 프라이머 서열들을 취합하여 유전자상의 위치 파악하고, Vibrio에 관하여 새로운 프라이머 제작을 위해 yeaD gene에서 최초로 발굴 33
그림 2-51. 흰다리새우의 V.harveyi, V. alginolyticus, V.parahaemolyticus 및 박테리아의 검출 multiplex PCR용 primer set 34
그림 2-52. multiplex PCR을 통한 4개의 primer 세트 동시 검출 가능성 확인 35
그림 2-53. 박테리아 Vibrio 검출에 대한 Real-Time PCR 및 Template의 농도에 따른 PCR product 결과 35
그림 2-54. 넙치 및 돌돔의 정상개체의 miRNA 발현 Heatmap 36
그림 2-55. 전복 정상 개체의 miRNA 발현 Heatmap 37
그림 2-56. 전복 miRNA의 타겟 유전자 상호작용 분석 결과 37
그림 2-57. Relative expression patterns of miR-10a-3p 38
그림 2-58. Relative expression patterns of miR-307 38
그림 2-59. 정상 및 연쇄구균 감염 넙치에서 miR-140-3p의 장기별 발현 양상 38
그림 2-60. 정상 및 S. parauberis 감염 넙치에서 miR-887-3p의 장기별, 시간별 발현 양상 39
그림 2-61. S. parauberis 감염 넙치에서의 조직별 miR-140-3p의 발현 양상 비교 40
그림 2-62. 정상 및 S. parauberis 감염 넙치에서 miR-140-3p 와 KIDF5A의 발현 양상 40
그림 2-63. miR-140-3p의 KIF5A 발현 저해 양상 확인 40
그림 2-64. miR-15b-5p의 진화적 보존 양상 및 지느러미 조직에서의 발현 패턴 변화 41
그림 2-65. miR-15b-5p의 표적 유전자 확인 42
그림 2-66. 넙치 지느러미 조직에서 SOCS6의 발현 패턴 확인 42
그림 2-67. Luciferase assay 수행 결과 42
그림 2-68. 조직별 S.parauberis 감염 정도 조사 44
그림 2-69. S.parauberis 감염 이후 심장, 간의 현미경사진 비교 44
그림 2-70. 넙치 유전체에서의 각 염색체별 LINE의 위치(좌) 넙치 LINE에 위치한 각 역전사효소 인자들의 동정(우) 44
그림 2-71. S. parauberis 감염후 다양한 넙치 조직에서 이동성 유전인자 발현 양상 분석 45
그림 2-72. transcriptome 분석의 전체적인 모식도 45
그림 2-73. S.parauberis 감염 넙치 단백질 스팟 46
그림 2-74. S.parauberis 감염 넙치 단백질 스팟 LC-MS 분석결과 46
그림 2-75. S.parauberis 감염 혈장 OPLS-DA 47
그림 2-76. S.parauberis 감염 간 OPLS-DA 47
그림 2-77. S.parauberis 감염 아가미 OPLS-DA 48
그림 2-78. S.parauberis 감염 근육 OPLS-DA 48
그림 2-79. S.parauberis 감염 비장 OPLS-DA 48
그림 2-80. S.parauberis 감염 두신 OPLS-DA 48
그림 2-81. 조직별 VHSV 감염 정도 조사 49
그림 2-82. VHSV 감염 이후 비장, 신장, 심장, 뇌의 현미경사진 비교 49
그림 2-83. VHSV 감염 넙치 단백질 스팟 50
그림 2-84. VHSV 감염 넙치 단백질 스팟 LC-MS 분석결 50
그림 2-85. VHSV 감염 혈장 OPLS-DA 51
그림 2-86. VHSV 감염 간 OPLS-DA 51
그림 2-87. VHSV 감염 아가미 OPLS-DA 51
그림 2-88. VHSV 감염 근육 OPLS-DA 51
그림 2-89. VHSV 감염 비장 OPLS-DA 52
그림 2-90. VHSV 감염 두신 OPLS-DA 52
그림 2-91. 조직별 스쿠티카 충 감염 정도 조사 53
그림 2-92. 스쿠티카 충 감염 넙치 단백질 스팟 54
그림 2-93. 스쿠티카 충 감염 넙치 단백질 스팟 LC-MS 분석결과 54
그림 2-94. M.avidus 감염 혈장 OPLS-DA 55
그림 2-95. M.avidus 감염 간 OPLS-DA 55
그림 2-96. M.avidus 감염 아가미 OPLS-DA 55
그림 2-97. M.avidus 감염 근육 OPLS-DA 55
그림 2-98. M.avidus 감염 비장 OPLS-DA 55
그림 2-99. M.avidus 감염 두신 OPLS-DA 55
그림 2-100. 오믹스 데이터 분석에 사용된 어류 비장 샘플에서의 viral copy 및 SI 57
그림 2-101. 돌돔의 내부 장기 58
그림 2-102. PCA 분석 58
그림 2-103. 상관관계 분석 58
그림 2-104. cellular process에 관여하는 유전자의 발현 패턴을 나타내는 원형 그래프 60
그림 2-105. Genetic information에 관여하는 유전자의 발현 패턴을 나타내는 원형 그래프 60
그림 2-106. Immune system에 관여하는 유전자의 발현 패턴을 나타내는 원형 그래프 60
그림 2-107. 면역 관련 유전자 heatmap 61
그림 2-108. RBIV 감염에 따른 돌돔 비장의 2DE 단백질 패턴 결과 62
그림 2-109. RBIV에 감염된 돌돔의 장기별 OPLS-DA 통계분석 결과 63
그림 2-110. RBIV에 감염된 돌돔의 장기별 heatmap 64
그림 2-111. 돌돔의 바이러스 감염조건에 따른 DEG선발 개념도 65
그림 2-112. 발현량이 변하는 단백질 세트 65
그림 2-113. 단백질 발현량 복구에 관한 모식도 66
그림 2-114. 발현량이 복구되는 유전자의 기능분석 결과 66
그림 2-115. 각 상황변화에 따른 대사물질 농도변화 그래프 67
그림 2-116. 대사물질 연관 단백질의 기능분석 67
그림 2-117. Isoleucine의 오믹스 통합 네트워크 분석 결과 68
그림 2-118. Lactate의 오믹스 통합 네트워크 분석 결과 68
그림 2-119. WSSV 감염 진단 및 정도 요약 69
그림 2-120. WSSV 감염 흰다리새우의 간췌장, 근육 조직병리학적 분석 결과 69
그림 2-121. DNA 서열 상동성 검색 결과 (좌), BLAST 결과 종 distribution을 나타낸 결과 (우) 70
그림 2-122. 268 gene의 GO category 71
그림 2-123. GO analysis를 통해 over-regulated gene의 발현 양상을 나타낸 heatmap 71
그림 2-124. 대조군 대비 WSSV 감염군에서 발현량이 차이가 있는 스팟 선정 72
그림 2-125. WSSV 감염에 따른 PLS-DA 통계분석 결과 73
그림 2-126. WSSV에 감염된 흰다리새우의 간췌장 정량분석 변화율 막대 그래프 74
그림 2-127. WSSV 감염된 흰다리새우의 간췌장 대사체의 VIP score 74
그림 2-128. WSSV 감염된 흰다리새우의 간췌장 대사체의 상관관계 74
그림 2-129. Choline-Glycine pathway 74
그림 2-130. WSSV 감염 흰다리새우의 통합오믹스 분석 모식도 75
그림 2-131. 흰다리새우-대사물질 연관유전자 및 기능분석 76
그림 2-132. V. hraveyi 인위감염 농도 예비 실험 폐사율 결과 77
그림 2-133. V. haveyi 감염에 따른 PLS-DA 통계분석 결과 78
그림 2-134. V. haveyi 에 감염된 흰다리새우의 간췌장 정량분석 변화율 막대그래프 78
그림 2-135. 조피볼락 아가미에서 관찰된 아가미 흡충 79
그림 2-136. GO over-representation analysis 결과. DEG1 (좌), DEG2 (우) 80
그림 2-137. 조피볼락 두신의 유전자 발현 FPKM 값의 PCA 분석 및 상관관계 분석 81
그림 2-138. 조피볼락 아가미 유전자 발현 FPKM 값의 PCA 분석 및 상관관계 분석 81
그림 2-139. 아가미 gene cluster 내 유전자들의 significance와 유전자, 기생충과의 상관관계 82
그림 2-140. 아가미 gene cluster의 KEGG enrichment analysis 결과 82
그림 2-141. 아가미 gene cluster의 GO annotation 이후 농축한 결과 83
그림 2-142. 두신 gene cluster 내 유전자들의 significance와 유전자, 기생충과의 상관관계 84
그림 2-143. 두신 gene cluster의 KEGG enrichment analysis 결과 84
그림 2-144. 두신 gene cluster의 GO annoation 이후 농축한 결과 85
그림 2-145. M.sebasits에 감염된 조피볼락 단백체 분석 모식도 86
그림 2-146. 단백체 2DE image analysis 결과 86
그림 2-147. M.sebasits에 감염된 조피볼락 장기별 단백체 발현 경향 분석 86
그림 2-148. M.sebasits에 감염된 조피볼락의 장기별 OPLS-DA 통계분석 결과 87
그림 2-149. 기생충에 감염된 아가미의 Glucose와 Lactate의 AUC curve 88
그림 2-150. 조피볼락 A. salmonicida 인위 감염 실험 디자인 89
그림 2-151. A. salmonicida에 감염된 조피볼락 그룹별 폐사율 89
그림 2-152. A. salmonicida에 감염된 조피볼락 그룹별 두신의 세균 회수율 89
그림 2-153. A. salmonicida에 감염된 조피볼락 두신의 PCA 결과 90
그림 2-154. A. salmonicida에 감염된 조피볼락 두신의 상관관계 분석 90
그림 2-155. 조피볼락-세균 상호작용 91
그림 2-156. 대조군과 pair를 이루는 spot과 0D에 비해 두배 이상 증감된 spot의 수 92
그림 2-157. A. salmonicida에 감염된 조피볼락 전체 OPLS-DA 통계분석 결과 93
그림 2-158. A. salmonicida에 감염된 조피볼락의 대조군 대비 경감염의 상대농도 변화율 94
그림 2-159. A. salmonicida에 감염된 조피볼락의 대조군 대비 중감염의 상대농도 변화율 94
그림 2-160. 그람 음성균(A. salmonicida)에 대항하는 내재면역 메커니즘 94
그림 2-161. Multi-omics 분석을 전복의 세균 감염 실험 디자인 95
그림 2-162. 20℃와 25℃에서 hemocyte concentration과 Bacterial concentration의 변화 95
그림 2-163. 전복 hemocyte 전사체 PCA 분석 96
그림 2-164. 전복 hemocyte 전사체 상관관계 분석 96
그림 2-165. 전복 hemocyte 전사체 Hierarchical clustering 분석 96
그림 2-166. 전복 hemocyte 전사체 분석-Volcano plot 97
그림 2-167. Set A의 GO enrichment 분석 결과 97
그림 2-168. 전복 혈구의 전체 샘플 OPLS-DA score plot 98
그림 2-169. 20℃와 25℃에서 V. harveyi 감염으로 50% 이상 변화한 대사체 98
그림 2-170. 통합오믹스 분석을 통해 선발된 유전자와 연관된 기 99
그림 2-171. 고수온 스트레스에 의한 전복 간췌장의 전사체 PCA 분석 100
그림 2-172. 고수온 스트레스에 의한 전복 간췌장의 전사체 Correlation 분석 100
그림 2-173. 고수온 스트레스에 의한 전복 간췌장의 전사체 Hierarchical clustering 분석 101
그림 2-174. 고수온 스트레스에 의한 전복 간췌장의 GO enrichment pathway tree 101
그림 2-175. 25℃ 수온 조건과 20℃ 수온 조건에서 사육일별 6개 그룹에서 발견되는 전체 펩타이드와 High confidence level의 펩타이드 정량적 수치 102
그림 2-176. 수온 조건에 따라 발현 유무, 발현량의 차이를 보이는 단백질을 확인 103
그림 2-177. 고수온 스트레스에 의한 전복 간췌장의 OPLS-DA score plot 104
그림 2-178. 고수온 스트레스에 의한 전복 아가미의 OPLS-DA score plot 105
그림 2-179. 간췌장에서의 대조군 대비 고수온 노출군의 상대농도 변화량 105
그림 2-180. 아가미에서의 대조군 대비 고수온 노출군의 상대농도 변화량 105
그림 2-181. 수온 변화 7일차에 대한 통합오믹스 (INT-gene)/전사체 (T-gene) 기반 선발유전자의 기능차이 분석 106
그림 2-182. 수온 변화에 의한 전복 간췌장의 오믹스 통합 해석 107
그림 2-183. 저염분 스트레스에 의한간췌장의 전사체 PCA 분석 108
그림 2-184. 저염분 스트레스에 의한 간췌장의 전사체 Correlation 분석 108
그림 2-185. 저염분 스트레스에 의한 전복 간췌장의 전사체 Hierarchical clustering 분석 108
그림 2-186. 저염분 스트레스의 전복 간췌장의 1일 차 GO enrichment pathway tree 109
그림 2-187. 저염분 스트레스의 전복 간췌장의 1일 차 GO enrichment pathway network 109
그림 2-188. 염분 조건에 따라 발현유무, 발현량의 차이를 보이는 단백질을 확인 110
그림 2-189. 저염분 스트레스의 전복 간췌장 전체샘플 OPLS-DA score plot 111
그림 2-190. 저염분 노출군 전복의 간췌장 샘플 OPLS-DA score plot 111
그림 2-191. 저염분 스트레스의 전복 아가미 전체샘플 OPLS-DA score plot 111
그림 2-192. 저염분 노출군 전복의 아가미 샘플 OPLS-DA score plot 111
그림 2-193. 간췌장에서의 대조군 대비 저염분 노출군의 상대농도 변화량 112
그림 2-194. 아가미에서의 대조군 대비 저염분 노출군의 상대농도 변화량 112
그림 2-195. 염분변화 7일차 (간췌장)에 대한 통합오믹스 (INT-gene)/전사체 (T-gene) 기반 선발유전자의 기능차이 분석 113
그림 2-196. 염분 변화에 의한 전복 간췌장의 오믹스 통합 해석 114
그림 2-197. 넙치-연쇄구균 인위감염 시험 누적 폐사율 및 감염율 115
그림 2-198. S. parauberis 감염 시험 전사체 분석의 PCA (A) 및 Hierchical clustering analysis (B) 결과 116
그림 2-199. S. parauberis GSEA Network analysis 결과 116
그림 2-200. S.psarauberis 감염 dpc7 넙치 단백체의 GO분석 결과 118
그림 2-201. S. parauberis 감염에서 발견된 S.parauberis 유래 단백질들의 펩타이드 수 변화 그래프 118
그림 2-202. S. parauberis 감염 넙치 두신의 OPLS-DA 결과 (좌)전체그룹 (우)감염군 119
그림 2-203. S. parauberis 감염 넙치 간의 OPLS-DA 결과 (좌)전체그룹 (우)감염군 120
그림 2-204. S. parauberis 감염 넙치 비장의 OPLS-DA 결과 (좌)전체그룹 (우)감염군 120
그림 2-205. S. parauberis 감염 넙치 혈청의 OPLS-DA 결과 (좌)전체그룹 (우)감염군 120
그림 2-206. S. parauberis 감염 넙치 혈청의 후보 대사체 검증, 1차년도 (위), 6차년도(아래) 120
그림 2-207. S. parauberis 감염에 따른 신장의 통합오믹스 분석으로 나타난 변화된 기능들의 네트워크 121
그림 2-208. S. parauberis 감염에 따른 신장의 통합 오믹스 분석으로만 확인 가능한 변화된 기능 리스트 122
그림 2-209. 통합 오믹스 기반의 넙치에서의 S.parauberis 감염 대응 메커니즘 122
그림 2-210. 넙치-VHSV 인위감염 시험 누적 폐사율 및 감염율 123
그림 2-211. VHSV 감염 시험 전사체 분석의 PCA (A) 및 Hierchical clustering analysis (B) 결과 123
그림 2-212. VHSV 감염 넙치 신장 DEG의 GSEA Network analysis 결과 124
그림 2-213. VHSV에서 발견된 Biological network (BiNGO) 126
그림 2-214. 그룹별 VHSV 유래 단백질의 펩타이드 수 변화 그래프 127
그림 2-215. VHSV 감염 넙치 두신의 OPLS-DA 결과 (좌)전체그룹 (우)감염군 128
그림 2-216. VHSV 감염 넙치 간의 OPLS-DA 결과 (좌)전체그룹 (우)감염군 128
그림 2-217. VHSV 감염 넙치 비장의 OPLS-DA 결과 (좌)전체그룹 (우)감염군 129
그림 2-218. VHSV 감염 넙치 두신의 대사체 변화량 129
그림 2-219. VHSV 염에 따른 신장의 통합오믹스 분석으로 나타난 변화된 기능들의 네트워크 130
그림 2-220. VHSV 감염에 따른 신장의 통합 오믹스 분석으로만 확인 가능한 변화된 기능 리스트 131
그림 2-221. 통합오믹스 기반의 넙치 VHSV 감염 메커니즘 131
그림 2-222. denovo-TM 데이터베이스 페이지(sbi.postech.ac.kr/w/TM) 132
그림 2-223. 오믹스 통합 프레임워크. 개발 모식도 133
그림 2-224. 오믹스 데이터 통합 방법 133
그림 2-225. 유전자 상호작용 재정의 방법 134
그림 2-226. 오믹스 통합 네트워크 구축 135
그림 2-227. 네트워크 모듈분석 135
그림 2-228. 전사체 데이터의 단백질 중심의 아이디 획일화 과정 136
그림 2-229. 오믹스 통합 네트워크 개념도 및 오믹스 통합 유전자 점수 137
그림 2-230. 대사물질 연관 단백질의 기능분석 예시 137
그림 2-231. 넙치에서의 오믹스 통합 네트워크 137
그림 2-232. 멀티오믹스 분석을 통한 통합 네트워크(integrated network) 개발 138
그림 2-233. 전사체 및 통합오믹스 분석을 통해 선발된 유전자의 기능분석 138
그림 2-234. 멀티오믹스(전사체/대사체/단백체)의 통합분석으로 나타나는 변화된 function들의 네크워크 139
그림 2-235. 해파리와 해면으로부터 균주 분리 배양 140
그림 2-236. viriditoxin의 antibiofilm 효능을 이용한 양식어류 세균감염 제어 방안 142
그림 2-237. 그람음성균 Klepsiella, Enterobacter 균주들에 대한 viriditoxin의 농도 의존적 biofilm 억제효과 142
그림 2-238. Viriditoxin의 그람음성 어류감염균 biofilm 형성억제 효과 143
그림 2-239. Viriditoxin의 그람음성 어류감염균 motility 억제효과 143
그림 2-240. Viriditoxin의 그람음성 어류감염균에 의한 brine shrimp의 감염억제 효과 144
그림 2-241. Viriditoxin의 그람음성 어류감염균에 의한 제브라피시의 감염억제 효과 144
그림 2-242. Viriditoxin의 방추사 형성 억제효과 145
그림 2-243. 저농도에서의 tubulin 억제효과 비교결과 145
그림 2-244. Viriditoxin 유도체 147
그림 2-245. Viriditoxin 유도체 설계 및 합성 147
그림 2-246. MRSA-PK 메커니즘 148
그림 2-247. Docking simulation 148
그림 2-248. 타겟물질의 합성 148
그림 2-249. 항균 활성 148
그림 2-250. Metabolic engineering에 의하여 B. subtilis에서 cyclic lipopeptide 생산 과정 150
그림 2-251. HR-QTOf-ESI/MS of 펩타이드 5-A 152
그림 2-252. 곡성 전남생물산업진흥원 생물방제센터 내 중대형 발효조 장비 153
그림 2-253. 어류 병원성 세균에 대한 fucoidan의 항균활성 비교 156
그림 2-254. Fucoidan의 최소생장억제농도(MIC) 및 최소살균농도(MBC) 측정 결과 156
그림 2-255. Fucoidan 처리에 따른 NO, PGE₂ 생성 및 발현 157
그림 2-256. Fucoidan 처리에 따른 TNF-α 및 IL-1β 생성 및 발현 157
그림 2-257. Fucoidan 처리에 따른 NF-κB, IκB-α 발현 및 면역형광염색법을 이용한 NF-κB의 이동 확인 157
그림 2-258. DCFH-DA assay를 이용한 fucoidan이 ROS 생성에 미치는 영향 확인 157
그림 2-259. DCFH-DA assay를 이용한 N사 9번이 ROS 생성에 미치는 영향 확인 157
그림 2-260. LPS로 인해 유도되는 NO 생성 및 iNOS 발현에 미치는 Spermidine의 영향 158
그림 2-261. LPS로 유도된 HINAE 세포에서 Spermidine 처리가 ROS 생성에 미치는 영향 158
그림 2-262. LPS로 활성화된 HINAE 세포에서 Spermidine 처리에 의한 TNF-α 생성 억제 효과 158
그림 2-263. LPS로 활성화된 Raw 264.7 세포에서 Spermidine 처리에 의한 TNF-α 및 IL-1β의 생성 억제 효과 159
그림 2-264. LPS로 인해 유도되는 NO 생성 및 iNOS 발현에 미치는 Spermidine의 영향 159
그림 2-265. LPS로 활성화된 Raw 264.7 세포에서 Spermidine 처리가 NF-κB 활성화에 미치는 영향 159
그림 2-266. LPS로 활성화된 Raw 264.7 세포에서 Spermidine 처리가 ROS 활성에 미치는 영향 159
그림 2-267. 제약회사 제공 약물에 대한 넙치에서의 in vivo 스크리닝-면역조절 관련 유전자 네트워크 구축 162
그림 2-268. RAW 264.7 세포에서 IL-1β 163
그림 2-269. RAW 264.7 세포에서 3-B에 의한 항산화 관련 유전자인 Nrf2/HO-1 발현 증가 163
그림 2-270. RAW 264.7 세포에서 3-B에 의한 산화적인 스트레스를 의미하는 ROS 생성 억제 및 LPS가 유도한 대식세포에서 3-B에 의한 ROS 생성 억제 163
그림 2-271. RAW 264.7 세포에서 3-B에 의한 대식세포 분화 촉진을 의미하는 식작용의 증가 163
그림 2-272. RAW 264.7 단핵구에서 PGE₂, TNF-α, IL-1β, MCP-1 생성에 미치는 4-A의 영향 164
그림 2-273. RAW 264.7 세포에서 4-A에 의한 면역조절 주요유전자 발현 결과 164
그림 2-274. RAW 264.7 세포에서 4-A에 의한 cytokine array 분석 결과 164
그림 2-275. RAW 264.7 에서 4-A에 의한 phagocytosis activity 분석 결과 164
그림 2-276. RAW 264.7 세포에서 4-A에 의한 ROS 억제 결과 165
그림 2-277. Cell free 상태에서 4-A에 의한 항산화력 분석 결과 165
그림 2-278. RAW 264.7 세포에서 4-A 주성분의 세포 생존율 확인 165
그림 2-279. LPS 처리 RAW 264.7 세포에서 4-A 주성분의 항염증 효과 165
그림 2-280. LPS 유도한 RAW 264.7 세포에서 4-A 주성분에 의한 ROS 생성의 억제 166
그림 2-281. Cell free system에서 4-A 주성분의 항산화 효과 166
그림 2-282. HINAE 세포에서 FK-506 유도 세포 독성에 대한 4-A 주성분의 보호 효과 166
그림 2-283. HINAE 세포에서 FK-506 유도 DNA 손상에 대한 4-A 주성분의 보호 효과 166
그림 2-284. HINAE 세포에서 FK-506 유도에 ROS 생성에 따른 4-A 주성분의 보호 효과 167
그림 2-285. HINAE 세포에서 FK-506에 의한 mitochondrial dysfunction에서 4-A 주성분의 보호 효과 167
그림 2-286. 제브라피쉬에서 4-A 주성분 처리에 따른 심장 박동수 및 형태학적 변화측정 167
그림 2-287. 제브라피쉬에서 4-A 주성분 처리에 따른 면역관련 유전자 발현 확인 167
그림 2-288. 제브라피쉬 배아에서 4-A 주성분 처리에 따른 장기독성 확인 167
그림 2-289. RAW 264.7 단핵구의 형태학적인 변화에 미치는 5-A의 영향 168
그림 2-290. RAW 264.7 단핵구의 형태학적인 변화에 미치는 5-B의 영향 168
그림 2-291. 5-A (A)과 5-B (B)에 의한 phagocytosis 활성 확인 결과 168
그림 2-292. NO 생성에 미치는 5-A (A)와 5-B (B)의 영향 168
그림 2-293. RAW 264.7 단핵구에서 5-A에 의한 phagocytosis activity 분석 결과 169
그림 2-294. R AW 264. 7 단핵구에서 cytokine 생성에 미치는 5-A의 영향 169
그림 2-295. RAW 264.7 세포에서 5-A에 의한 면역 반응 관련 유전자 발현 결과 169
그림 2-296. RAW 264.7 세포에서 5-A에 의한 cytokine array 분석 결과 170
그림 2-297. RAW 264.7 세포에서 5-A 처리에 따른 유전자 발현 분석 결과 170
그림 2-298. 5-A처리에 따른 MAPK 신호전달경로 분석 결과 171
그림 2-299. 전사인자 NF-KB 발현 변화 및 DNA binding activity 측정 결과 171
그림 2-300. Ca2+ 매개 PKCε/PLCγ1 신호전달경로의 연관성 확인 결과 171
그림 2-301. Zebrafish 모델에서의 5-A의 독성 검증 결과 (좌) apoptosis 유발 여부 (우) NO 생성 결과 171
그림 2-302. HINAE세포에서 6-A가 세포 생존율에 미치는 영향 172
그림 2-303. HINAE 세포의 세포자멸사에 6-A가 미치는 영향 172
그림 2-304. INAE 세포의 미토콘드리아 기능에 6-A가 미치는 영향 172
그림 2-305. RAW 264.7 단핵구에서 NO 및 염증성 cytokine 생성에 미치는 6-A의 영향 173
그림 2-306. LPS 유도 산화적 스트레스 및 HO-1 발현에 미치는 6-A 영향 173
그림 2-307. 6-A를 처리한 스쿠티카충의 시간대별 생장률 173
그림 2-308. HINAE 세포에서 6-B가 세포 생존율에 미치는 영향 174
그림 2-309. HINAE 세포에서 세포자멸사에 6-B가 미치는 영향 174
그림 2-310. 6-B에 의한 cytokine 및 면역반응인자 생성 변화 175
그림 2-311. MAPKs/NF-κB 신호전달경로에 미치는 6-B의 영향 175
그림 2-312. 6-B가 대식세포에서 MHC Ⅱ 발현 활성에 미치는 영향 176
그림 2-313. 6-B가 대식세포에서 사이토카인 IL-12 생성에 미치는 영향 176
그림 2-314. 6-B가 수지상세포에서 세포 표면 활성 인자 CD80 발현에 미치는 영향 176
그림 2-315. 6-B가 수지상세포에서 세포 표면 활성 인자 CD86 발현에 미치는 영향 176
그림 2-316. 6-B가 수지상세포에서 세포 표면 활성 인자 MHC Ⅰ 발현에 미치는 영향 176
그림 2-317. 6-B가 수지상세포에서 세포 표면 활성 인자 MHC Ⅱ 발현에 미치는 영향 176
그림 2-318. N사 5번 시료 급이 후 혈청 내 라이소자임 분석 결과 178
그림 2-319. N사 5번 시료 급이 후 혈청 내 코르티졸 분석 결과 178
그림 2-320. N사 5번 시료 급이 후 인위감염 누적폐사율 178
그림 2-321. 대조군 현장실험 폐사량 179
그림 2-322. N사 5번 첨가 사료 급이군의 현장실험 폐사량 179
그림 2-323. 1-DNJ 첨가 사료 급이군의 현장실험 폐사량 179
그림 2-324. J사 A 물질 급이 후 혈청 내 라이소자임 분석 결과 180
그림 2-325. J사 A 물질 급이 후 혈청 내 코르티졸 분석 결과 180
그림 2-326. J사 A 물질 급이 후 인위감염 누적폐사율 181
그림 2-327. 1차 및 2차년도 효능물질 현장사육실험 누적폐사율 결과 181
그림 2-328. 샘플 어류의 E. piscicida 감염율 (왼쪽 위), 7주차 생존 어류에서의 E. piscicida 감염율 및 감염 정도 (아래) 182
그림 2-329. 3-A 첨가사료 급이에 따른 전사체 변화 분석 결과 184
그림 2-330. 수조별 누적 폐사량 185
그림 2-331. 수조별 폐사량 및 수온 185
그림 2-332. 3-B 주사 후의 폐사율 187
그림 2-333. 3-B의 백신스트레스 저감 효과 실험 통계 분석 결과 188
그림 2-334. 3-B의 수온상승 스트레스 저감 효과 실험 넙치의 혈청생화학 분석 결과 190
그림 2-335. 3-B의 수온상승 스트레스 저감 효과 실험 넙치 비장의 통계 분석 결과 191
그림 2-335. 3-B의 수온상승 스트레스 저감 효과 실험 넙치 신장의 통계 분석 결과 191
그림 2-337. 폐사현황 191
그림 2-338. 4-A 물질 급이 후 혈청 내 라이소자임 분석 결과 192
그림 2-339. 4-A 물질 급이 후 혈청 내 코르티졸 분석 결과 192
그림 2-340. 병원체 인위감염 후 14일간 누적폐사율 193
그림 2-341. 넙치에서 4-A에 의한 내재면역 활성 메카니즘 193
그림 2-342. 3차년도 효능물질의 현장규모 실험의 최종 체중 및 체장 194
그림 2-343. 넙치 누적 폐사율 194
그림 2-344. 넙치 그룹간 누적 폐사율 194
그림 2-345. 5-A 첨가 사료 급이 후 혈청 내 라이소자임 분석 결과 195
그림 2-346. 5-A 첨가 사료 급이 후 혈청 내 코르티졸 분석 결과 195
그림 2-347. 5-A 첨가 사료 급이 후 인위감염 누적 폐사율 196
그림 2-348. 5-A 첨가 사료 급이 이후, St. iniae를 인위적으로 감염시킨 그룹에서의 박테리아 유래 단백질 감소 197
그림 2-349. 5-A 급이에 따른 두신의 통합 오믹스 분석 결과 199
그림 2-350. 5-A 효능물질 현장사육실험 동안 체중 및 체장 변화 결과 200
그림 2-351. 5-A 효능물질 현장사육실험 월별폐사율 결과 200
그림 2-352. 6-A 급이실험 수조 당 혈청 분석 결과 202
그림 2-353. 6-A 첨가 사료 급이 후 인위감염 누적 폐사율 202
그림 2-354. 6-A 급이 4주차에서만 발견된 Biological network(BiNGO) 204
그림 2-355. 6-A 급이 감염 14일차에서만 발견된 Biological network(BiNGO) 204
그림 2-356. 6-A 급이에 따른 S.paraberis 감염 영향 비교 분석 -두신 205
그림 2-357. 6-A 급이에 따른 두신의 통합 오믹스 분석 결과 206
그림 2-358. S.paraberis 감염 두신과 6-A 급이 후 S.paraberis 감염 두신의 기능변화 비교 206
그림 2-359. 6-B 급이에 따른 간의 통합 오믹스 분석 결과 209
그림 2-360. 단일오믹스 분석을 통한 6-B 급이 그룹의 classification 210
그림 2-361. 두 가지 omics의 pair 분석을 통한 6-B 급이 그룹의 classification 210
그림 2-362. 통합 오믹스 분석을 통한 6-B 급이 그룹의 classification. -hierarchical clustering 결과 210
그림 2-363. Functional analysis of metabolome 210
그림 2-364. Functional analysis 모식도 of multi-omics 210
그림 2-365. 현장실험1 체장 결과 212
그림 2-366. 현장실험1 체중 결과 212
그림 2-367. 현장실험Ⅰ의 누적폐사율 및 질병발생 결과 212
그림 2-368. 현장실험Ⅱ의 누적폐사율 및 질병발생 결과 213
그림 2-369. 실용화검증 종합관리 프로그램 모식도 214
그림 2-370. 사육현황(체장) 215
그림 2-371. 사육현황(체중) 215
그림 2-372. 현장 종합관리 프로그램 감염률 및 임상증상개체 비율 216
그림 2-373. 대조군 및 실험군의 누적 폐사율 및 질병발생 현황 216
그림 2-374. 라이소자임 활성 분석 결과 217
그림 2-375. 코르티졸 분석 결과 217
그림 2-376. 현장 종합관리 프로그램 전사체 분석 요약 218
그림 2-377. 현장 종합관리 넙치 간 대사체 분석 결과 220
그림 2-378. 현장 종합관리 넙치 두신 대사체 분석 결과 221
그림 2-379. 오레쿠아 사료성분 등록증 224
그림 2-380. 오레쿠아 액 사료성분 등록증 224
그림 2-381. DH 아쿠아 루치온 주 동물용의약품 허가증 224
그림 2-382. 3-B 물질 1상 임상검사 결과-AST(좌), Cortisol(중), Glucose (우) 226
그림 2-383. 3-B물질 2상 임상시험 결과-병리조직학 226
그림 2-384. 3상 임상시험 결과 - 스트레스 완화 지표 226
그림 2-385. 아쿠아올라운더액 사료성분 등록증 (좌), 아쿠아올라운더 L 사료성분 등록증 (우) 227
그림 2-386. 아쿠아올라운더산 동물의약품 제조 품목 신고증 227
그림 2-387. 후보물질 6-B 공정법 시험 결과 - 분말 (동결건조) 228
그림 2-388. 후보물질 6-B 공정법 시험 결과 - 액상 (글리세롤) 228
그림 2-389. 분말형태(동결건조) 제품화 과정 228
그림 2-390. 액상형태 제품화 과정 229
그림 2-391. 6-B 제품 유통시스템 모식도 229
그림 2-392. 아쿠아올라운도 L 생산공정도 해설 230
그림 2-393. 아쿠아올라운더 액 생상공정도 해설 231
그림 2-394. 전기화학적 바이오센서 개발 개요 232
그림 2-395. SPCE 및 SPCE를 이용한 측정 장치 233
그림 2-396. 바이오센서용 전극(왼쪽부터 C-PI, C-PI-GO, C-PI-Cu) 233
그림 2-397. Cyclic voltammograms 234
그림 2-398. (a) Representative amperometric responses of Pyruvate (0.5mM to 2.5mM) on SPCE/GQD/PB/PyO. (b) calibration plot for Pyruvate at applied potential of -0.2 V 234
그림 2-399. 일회용 Pyruvate 바이오센서 결과 235
그림 2-400. 실제 넙치 serum 시료에서의 Pyruvate 검출을 위한 바이오센서 측정법 236
그림 2-401. 레이저 가공을 통한 Cu-Ru/LIG 센서 scheme 237
그림 2-402. Cu-Ru/LIG 센서의 유연성(Flexibility) 측정 237
그림 2-403. 바이오센서 기술 개발 결과 238
그림 2-404. 일회용 lactate 바이오센서의 개요도 238
그림 2-405. (A) Langmuir 피팅을 통한 전류법 검출 결과 및 선형 검출 결과(Inset). (B): 센서의 선택성 확인을 위한 전류법 결과 239
그림 2-406. 동시다중 대사체 바이오마커 검출용 센서의 감응 원리 및 동시다중 일회용 바이오센서의 개요도 240
그림 2-407. 고감도 선택성 색복합체 용액 기반 변색 센서 개발 scheme 241
그림 2-408. 고감도 선택성 색복합체 용액 기반 변색 센서 기작 241
그림 2-409. 표적 물질(대사체)의 표준물질에 대한 색 복합체 센서 색 변화 결과 242
그림 2-410. 실제 시료에서 감염에 따른 색 복합체 센서 색 변화 결과 및 최종 센서 조합 243
그림 2-411. 색복합체 센서 결과 값의 HCA 분석 결과 243
그림 3-1. 연구개발 추진 개요 244
그림 3-2. 개발된 프라이머 245
그림 3-3. 특허 출원 245
그림 3-4. 개발된 프라이머 정보 246
그림 3-5. 특허 출원 246
그림 3-6. 바이오마커 정보 247
그림 3-7. 특허 출원 247
그림 3-8. 통합오믹스 웹사이트 denovo-TM 249
그림 3-9. 오믹스 통합 네트워크 예시 249
그림 3-10. 오레쿠아 사료성분등록증 250
그림 3-11. 아쿠아 올라운더 산 수산용 동물용의약품 제조 품목 신고증 250
그림 3-12. DH 아쿠아 루치온 주 수산용 동물용의약품 허가증 250
그림 3-13. 기술이전 계약서 251
그림 3-14. 특허 출원 252