지구상의 생물을 분류하면 세균, 고세균, 진핵생물의 세 도메인으로 크게 나눌 수 있는데, 진핵생물중 식물과 동물 그룹을 제외한 모든 생물체들이 미생물(microorganism) 범위에 해당한다. 미생물들은 그 종류가 다양한 만큼 지구상의 극한 환경을 포함한 다양한 환경에서 살아가고 있다. 이렇게 다양한 환경에서 살다 보니 미생물들은 환경의 변화에 적응하는 능력을 가지고 있다.
예를 들어, 토양 미생물의 일종인 방선균은 원핵생물이지만 진핵생물과 유사한 생활사(life cycle)을 가지며 형태분화와 같은 특징을 가진다. 최근 밝혀진 방선균의 full genome sequence결과에 따르면 방선균은 동일 기능을 수행하는 유사한 유전자 (ortholog)들을 가지고 있으며 이러한 유전자들이 각 life cycle과 분화단계에 따라 발현이 달리 조절 될것으
로 보고 있다. 즉, "서로 다른 유전자들의 발현을 어떻게 조절하는가"라는 메커니즘이 그 핵심에 들어 있다.
방선균의 경우 주위 환경의 변화를 감지(sensing)하고 대응하는 기작의 하나로 자신의 생존을 위하여 항생제를 만들어 분비하여 적응해 왔다. 현재 임상에 쓰이는 70%의 항생제가 방선균 유래이며 이외에도 면역억제제, 콜레스테롤저해제, 치매치료물질등 인류에게 유용한 다양한 생리활성물질의 보고이기도 하다.
우리 연구실은 이러한 방선균을 중심으로 크게 2가지의 연구주제를 가지고 연구하고 있다.
첫째, 다양한 방선균에서 항생제 생합성 유전자들과 조절 유전자를 분리하여 그 기능 및 조절기작을 연구함과 동시에 유용한 생합성 효소를 이용하여 하이브리드 항생물질 (hybrid antibiotics) 창출 연구를 진행 중이다.
둘째, 생합성 유전자들의 발현을 촉진시키는 새로운 저분자 생체조절물질을 탐색하고 있다. 최근 우리들은 세계 최초로 S-adenosylmethionine(SAM)이 다양한 항생제 생성을 촉진하는 신호물질임을 밝혔다 (Journal of Bacteriology, 2003,185:592-603). 현재 방선균이 SAM을 어떻게 감지하여 항생제 생성을 촉진하는가에 대한 연구를 수행 중이다.
현재 우리 연구실 연구주제의 더 자세한 정보는 아래 research 항을 참조하기 바란다.
