Pink lake에서 서식하는 Dunaliella 종의 분리 및 동정

Abstract

대부분의 Dunaliella 종들은 극한 환경조건에서 잘 자라며 어떤 종은 극한 환경에 처할 경우 β-carotene의 축적을 통한 생존 적응 기작을 가지고 있다. 본 연구에서는 Dunaliella 의 종을 분리하고 이 생물 종에 대한 특징을 살펴 보았다. 계통 발생에 대한 분석은 internally transcribed spacer region인 ITS1과 ITS2를 이용하여 분류하였다. 이 결과 분리해 낸 새로운 종은 Dunaliella viridis 에 속하는 것을 알 수 있었다. D. viridis 는 형태학적으로 Dunaliella sp. 와 D. salina KTCT10654BP, D. bardawil 보다 크기가 작고 고염도로 갈수록 형태의 변화는 보이지 않는 것을 확인하였다. 본 연구는 D. viridis 의 분자 생물학적 특징을 알아보기 위하여 다양한 염분 농도에서(1.5M, 2.5M, 4.5M) 나타나는 생리적 변화를 대조군(Dunaliella sp., D. salina KTCT 10654BP, D. bardawil )들과 비교하는 것에 의의를 두고 있다. 다양한 염분 조건하에서의 생장률을 분석해 본 결과 D. viridis 는 대조군(Dunaliella sp., D. salina KTCT10654BP, D. bardawil)들보다 위의 실험 조건의 염분농도에서 높은 생장률을 보이는 것을 관찰할 수 있었다. HPLC를 이용한 색소 분석 결과 대조군(Dunaliella sp., D. salina KTCT10654BP, D. bardawil)들과 동일한 색소의 종류를 가지고 있었고, 고염도의 스트레스일 때 보호 작용을 위해 합성되는 항산화 물질인 β-carotene의 양은 대조군들에 비해 매우 낮게 나타났다. 다양한 염도별 배양조건에서의 광합성 효율을 알아보기 위해 Oxygen evolution을 측정하였고 D. viridis 는 대조군에서 D. salina KTCT10654BP를 제외한 Dunaliella sp., 와 D. bardawil 보다 Oxygen evolution이 높았음을 확인하였다. 산화적 스트레스 환경에서 세포의 생존을 위해 합성되는 효소들 중 Fe-SOD와 CA(carbonic anhydrase)의 발현의 차이가 있는지를 단백질 수준에서 알아보기 위해 Western Blot을 수행하였다. 이 실험에서 사용된 대조군(Dunaliella sp., D. salina KTCT10654BP, D. bardawil)들은 염도 스트레스를 받을 수록 Fe-SOD의 발현이 증가 되는 것을 관찰 할 수 있었고, D. viridis 는 대조군들과는 반대로 Fe-SOD의 발현이 감소 하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 CA는 고염도 조건 일수록 대조군(Dunaliella sp., D. salina KTCT10654BP, D. bardawil)들에서 나타나는 경향과는 달리 발현이 감소 하는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 고염도에 자라는 D. viridis 는 염분 스트레스의 생리학 분야에 모델 생물로 연구하기에 적합한 종으로 여겨지고 있다.; Pink lake is located in western part of Australia. The color of Pink lake is attributed to high concentration of salt tolerant algae, Dunaliella. Algae of the genus Dunaliella are known to be able to grow in a wide range of salinities. In this study, we isolated a strain of Dunaliella from Pink lake in Australia and characterized this strain. A phylogenetic analysis had been performed to classify this Dunaliella strain by using nuclear rDNA internally transcribed spacer regions ITS1 and ITS2. Based on the results of our phylogenetic analysis, we concluded that this strain belongs to the species of D. viridis. To examine the difference of the molecular expression under the salt stress, the isolated strain of Dunaliella was cultivated in different salt concentrations(1.5M~4.5M NaCl) and compared with Dunaliella sp., D. salina KTCT10654BP and D. bardawil. We analyzed the stress related enzymes of D. viridis and the expression of these enzymes were compared with other Dunaliella strains. The role of photosynthesis and photosynthetic pigment content under different salt stress were also investigated. The level of protein expression of Fe-SOD and Carbonic anhydrase(CA) were determined by Western Blot analysis. Fe-SOD expressions on transcript and protein were up-regulated under high light stress, but CA expression level of D. viridis was decreased under high salt concentration.