RT용 참조 유전자 개발

Dec 26, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12296(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

자트로파 커카스(Jatropha curcas)는 바이오리파이너리 용도로 사용되는 유지종자 작물입니다. 오일 추출 후 생성된 케이크는 동물 사료용 단백질 공급원으로서 잠재력을 제공하는 반면, 물질에 존재하는 독성 포르볼 에스테르의 불활성화는 필요합니다. Pleurotus pulmonarius는 자트로파 케이크의 해독제로서 동물 사료, 식용 버섯 및 효소 생산에 대한 추가적인 잠재력을 가지고 있습니다. 포르볼 에스테르 분해와 관련된 곰팡이 유전자의 특성 분석을 위해 다른 산업 응용 분야와 함께 역전사 정량 PCR(RT-qPCR)은 유전자 발현의 정확한 정량화를 가능하게 하는 도구입니다. 이를 위해 신뢰할 수 있는 분석에는 표적 유전자에 사용된 조건에서 검증된 mRNA 수준의 정규화를 위한 참조 유전자가 필요합니다. 잠재적 참조 유전자인 β-TUB, ACTIN, GAPDH, PHOS, EF1α, TRPHO, LAC, MNP3, MYP 및 VP의 안정성은 각각 독성, 무독성 자트로파 케이크 및 복합 처리에서 P. pulmonarius의 성장에 따라 평가되었습니다. 발현 안정성 분석을 위한 NormFinder 및 geNorm 알고리즘은 PHOS, EF1α 및 MNP3이 유전자 발현 정규화에 적합한 것으로 식별했습니다. 포르볼 에스테르 분해에 잠재적으로 관여하는 에스테라제 효소를 암호화하는 CHU_2040 유전자의 상대적 발현을 정규화한 후 순위가 대조되는 참조 유전자 조합을 비교했습니다. P. pulmonarius에 대한 참조 유전자는 포르볼 에스테르의 해독과 관련된 메커니즘의 해명뿐만 아니라 바이오리파이너리 모델에 적용하기 위한 표적 유전자의 분석을 촉진할 것입니다.

산업이 환경에 미치는 부정적인 영향을 줄이려는 현재의 전 세계적인 노력은 식품, 재료 및 에너지 생산을 위해 재생 가능한 생물 자원을 활용하여 경제 부문이 지속 가능성에 적응하는 바이오 경제 개념의 개발로 이어졌습니다. 농업 산업은 바이오리파이너리와 같은 통합 모델 내에서 재생 가능 원료, 저탄소 생산 및 토지 이용 최적화와 관련하여 변화를 겪고 있습니다. 이러한 맥락에서 잠재적인 산업 및 농업 응용 분야가 있는 유지종자 작물인 Jatropha curcas L.은 주로 잠재적인 지속 가능한 바이오 연료 작물로 인식됩니다1,2,3. 그러나 단백질, 질소, 인, 칼륨 및 탄소가 풍부한 리그노셀룰로오스 잔류물인 자트로파 케이크의 부산물에 가치를 추가하는 데는 어려움이 있습니다. 이 잔류물을 동물 사료에 적용하는 것은 현재 포르볼 에스테르 디테르펜과 같은 독성 및 열안정성 항영양 인자의 존재로 인해 제한됩니다4,5,6.

테르펜은 식물 발달, 생태학적 상호 작용 및 해충과 병원체에 대한 방어 반응에서 근본적인 역할을 하는 2차 식물 대사에서 파생된 화합물입니다7,8. 이러한 화학 화합물은 화장품, 의약품, 의약품, 살충제 생산 등 산업 공정에서 널리 사용되지만7,9,10 산업 펄프 및 종이 생산에서 축적되는 주요 오염물질 중 하나이기도 합니다11. 이러한 점을 감안할 때, 그러한 물질과 그 파생물을 분해할 수 있는 미생물의 생물탐사는 생물학적 정화에서 근본적으로 중요합니다. 자트로파 케이크에 있는 디테르펜 포르볼 에스테르의 생물학적 해독은 잔류물을 비료 또는 동물 사료 보충제로 하류 적용할 수 있는 가능성을 제공합니다. 적절한 미생물은 존재하는 독성 화합물의 분해를 가능하게 할 뿐만 아니라 잠재적으로 동시에 영양가를 높이거나 효소, 생리활성 화합물 및/또는 식용 버섯과 같은 기타 부가가치 부산물을 생성할 수 있습니다. J. curcas 오일 추출 후 생성된 케이크에서 포르볼 에스테르의 생분해 메커니즘의 기본이 되는 유전자 및 대사 경로는 현재 제대로 연구되지 않았습니다. 그러나 특정 미생물의 성장은 독성 디테르펜의 분해에 역할을 하는 에스테라제, 리파제, 프로테아제와 같은 세포외 효소의 분비로 이어질 수 있다는 것이 입증되었습니다3,12.