Power, Energy
잎에 오일의 발현을 유도한 잠재적 바이오연료인 담배
장종엽엔에스
2010. 1. 5. 23:31
| KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-01 | ||||
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필라델피아 소재 토마스 제퍼슨대학의 연구팀들은 담배 잎에서 오일의 함량을 증가시키는 방법을 규명해 냄으로써 향후 바이오연료로써의 이용가치를 증대시키고 있다. 본 연구결과는 Plant Biotechnology Journal지에 온라인으로 게재되어 있다. 제퍼슨 의학대학의 종양생물학 조교수인 Vyacheslav Andrianov 박사에 따르면, 담배를 흡연이 아닌 에너지 생산을 위해 재배하게 되면, 다른 어떤 작물보다도 더 효율적이고 저렴한 바이오매스를 대량으로 생산할 수 있다고 한다. 담배는 뛰어난 오일 생합성 기구(oil biosynthesis machinery)를 가지고 있어서, 씨앗 무게의 40%까지 오일을 저장할 수 있다. 그러나 담배로부터 에이커당 씨앗을 600kg 정도밖에 얻을 수 없다. Andrianov 박사는 담배를 유전자조작하여 담배 잎에 더 많은 오일이 함유되도록 하는 방법을 찾아내었다. 보통 담배 잎에는 건조무게 당 1.7∼4%의 오일이 함유되어 있다. 연구팀은 두 가지 대사공학적 접근을 시도함으로써, 잠재적인 바이오연료 생산을 위해 담배의 오일함량을 향상시키고자 하였다. (1) 첫째, 트리아실글리세롤(TAG) 생합성 위한 핵심효소를 위해 Arabidopsis thaliana 의 유전자인 디아실글리세롤 아실트랜스퍼라제(diacylglycerol acyltransferase: DGAT)를, 강력한 ribulose-biphosphate carboxylase 프로모터의 조절 하에 담배의 유전자에 표현되도록 하였다. 이런 조작을 통해 담배 잎에 축적되는 TAG 함량을 20배까지 증대시켰으며, 추출된 지방산을 건조무게를 기준으로 2배인 5.8%∼6%까지 개선하였다. 유전자조작된 담배는 또한 향상된 인지질을 함유하고 있다. 지질의 증가는 지방산조성의 변화를 획득한 것이다. (2) 둘째, 담배의 Arabidopsis 유전자에 표현된 LEAFY COTYLEDON 2 (LEC2)는, 씨앗의 성숙 및 씨앗의 오일 저장을 위한 주요 조절자로 Alc 프로모터의 지배를 받는다. 아세트알데히드(acetaldehyde)에 의한 성숙한 담배 잎의 LEC2 발현의 자극은 전체 추출된 지방산의 양을 건조무게당 6.8%까지 증대시켰다. 이런 자료를 기초로 담배는 매력있고 유망한 에너지작물로서의 자격을 갖추고 있는 것으로 판단되며, 바이오연료 생산을 위한 다른 바이오매스의 활용을 위한 모델을 제시하고 있다. Resources: Vyacheslav Andrianov et al. (2009) Tobacco as a production platform for biofuel: overｅxpression of Arabidopsis DGAT and LEC2 genes increases accumulation and shifts the composition of lipids in green biomass. Plant Biotechnology Journal doi: 10.1111/j.1467-7652.2009.00458.x
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