Saccharomyces cerevisiae를 이용한 에탄올 발효에서 다중내성 증진을 위한 연구

Abstract

During fermentation, yeast was exposed to several stress conditions such as temperature, osmotic pressure, inhibitors and ethanol. Yeast should be treated with several stress conditions for having more resistance for those kind of stresses for maintaining fermentation efficiently. Therefore, this study was concerned for getting the multiple resistant-yeast strains for each stresses by two step of gene manipulations. Firstly, by replacing DFG5 deleted strain with SPT15-m7b (HOETS 1 to 12 transformants), cells were tested for their resistance to heat, ethanol as well as the osmotic pressure. Among 12 transformants of HOETs, 5 transformants (2, 4, 5, 6 and 12) showed better resistance to all those stresses which were used for the next fermentation experiments. In addition, for obtaining resistance to some inhibitors, 5 transformants that have been selected from the first step of experiment were fermented and showed that the two of transformants (HOETs 2 and 12) had the best results which would be used for the next gene manipulations. Disruption of SSK22 was replaced by spt15-aa311 (MTs 1 and 5). The MTs 1 and 5 transformants, were proved as multi-tolerance strains after growth test, spot assay and viability examinations. Thus, these multi-tolerance strains could be useful for the industrial purposes.;에탄올 발효를 하는 동안 효모는 고온, 삼투압, 저해제, 에탄올과 같은 다양한 스트레스에 노출이 되기 때문에, 효율적인 발효를 위해서 각각의 스트레스에 대해 내성을 갖는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 발효과정에서 노출 된 스트레스에 대한 균주의 다중내성 증진에 대해 연구하였다. 먼저 고온과 에탄올, 삼투압에 대한 내성을 얻기 위해 효모세포의 유전자 DFG5 를 결손하고, 결손 된 자리에 spt15-m7b를 삽입하여 얻은 돌연변이주 12개를(HOETs-1~12) 이용해 내성도를 검사하여, 내성도가 우수한 균주를 선별하였다(HOETs- 2,4,5,6,12). 선별 된5개의 돌연변이주를 (HOETs-2, 4, 5, 6, 12) 이용해 발효능을 검사하였고, HOETs-2,12 가 고온, 삼투압 스트레스에서 다른 돌연변이주보다 발효능이 좋음을 확인하였다. 확보한 돌연변이주HOETs-2,12에 저해제에 대한 내성도 갖게 하고자 유전자SSK22를 결손, 결손 된 자리에 spt15-aa311을 삽입하였다. 이렇게 얻어진 돌연변이주(MTs-1과5)의 다중내성의 예상 표현형은 고온, 에탄올, 삼투압, 저해제이며 성장능 검사, Spot assay, 생균수 검사를 통해 돌연변이주의 스트레스에 대한 내성을 증명하였다. 이러한 다중내성 균주의 연구는 에탄올의 산업화에 많은 도움이 될 것이다.