해양 생명공학

해양 생명공학(Aquatic biotechnology)를 통해 얻을 수 있는 것은 식량 공급, 해양 생태계 복원과 보호, 미지의 화합물의 식별, 해산물 품질과 안전등의 관리 등을 파악할 수 있다

양식업의 공급 증량으로는 공동수산양식(Integrated aquaculture)로 복작(Polyculture)과 수경재배 시스템(Hydroponic system)으로 발전시킬 수 있다

동물과 식물을 동시에 길러 배설물에 포함된 암모니아 유기물을 비료로 사용하고, 식물을 통해 얻은 산소를 공급할 수 있으며, 수심 차이로 공간을 활용하는 방안도 있다

양식업의 예시로는 메기, 잉어, 틸라피아가 있을 수 있으며 양식업 외에도 냉동보존(Cryopreservation)으로 세포와 시료를 저장하며 성장과 산란을 유도시켜 생명공학을 증진시킬 수 있다

해양생물의 분자유전학으로는 새로운 유전의 발견과 복제다

뇌하수체에서 촉진되는 성장호르몬(Growth hormone, GH)를 형질전환(Transgenic)으로 발전시켜 미성숙한 게를 생산하는데에 탈피억제호르몬(Molt inhibiting hormone, MIH)를 클로닝으로 연구하고 있다

새로운 유전자들을 검증하는 방식으로 부동화 단백질(Antifreeze protein, AFP)에 대한 것으로 대구와 추운 곳에서 사는 경골어 및 다양한 어종에서 분리할 수 있다

AFP는 동결로부터 살아있는 생물을 보호할 수 있는 단백질인데 항 냉동제 당백질을 발달시킨다

AFP 프로모터로 냉수조건에서 하류(Down stream)유전자의 전사를 자극할 수 있는 것이 가능하다

이로써 단백질 생산을 이끌어 전사 벡터(Vector)로써 기여할 수 있게 된다

이는 이식수술의 장기 냉동저장, 아이스크림 등의 냉동식품의 질개선에 유용할 수 있게 된다

녹색 형광 단백질(Green fluorescent protein, GFP)는 해양생물이 발광하는 능력의 원인으로 추정되는 단백질인데 이는 리포터 유전자(Reporter gene)과 함께 장점을 취해 GFP 융합 단백질로 유전자 발현과 조절을 연구하며 배아 줄기세포 연구와 항생제, 이 외에도 장내 미생물을 연구하는데에 사용하고 있다

해양 기생충의 유전체 클로닝으로 PCR 기반의 Dermo, SSO, MSX가 있다

이는 검증으로 Piscirickettsia Salmonis로 면역 체계를 연구한다

형질전환체(Transgenics)와 3배체로 DNA 재조합 및 유전자 변형종을 사용할 수 있으며 다배체(Polyploid)를 만들기 위해 콜히친(Colchicine)을 사용하여 성장 속도와 크기를 증가시킨다

골다공증(Osteoporosis)의 치료를 위한 칼시토닌(Calcitonin)은 갑상선 호르몬으로 연어를 개량함으로써 풍부한 칼시토닌을 가진 연어로 만들 수 있게 되었다

또한 인간과 동물의 뼈와 연골을 구성하는 수산화안회석(Hydroxyapatite, HA)는 산호암초에 존재하여 그에 대한 연구가 진행중이다

홍합(Mytilus edulis)의 족사섬유(Byssal fiber)는 단백질로 강력 접착제로 사용되어지는데 이는 자연적으로 획득하기에는 어렵기 때문에 단백질 재조합을 통해 DNA 기술로 개량중에 있다

스테로이드의 스쿠알렌은 돔발상어 연골 추출물로 혈관생성(Angiogenesis)의 항혈관생성 화합물로 만들어지게 된다

생물학적내독소시험(Limulus amoebocyte lysate, LAL test)로 내독소(Endotoxin)을 통해 말굽가재(Limukus polyphemus)의 혈액세포를 추출하게 되는데 LAL 시험으로 인간 혈액과 체액의 내독소 분석, 세포 독소를 지키는데에 연구가 진행중이다

이외에도 비의료 제품으로는 합성세제에서 Vibrio harveyi 세균의 콜라겐분해효소(Collagenase)를 원천으로 사용하며, 조류, 해초로 부터 얻은 카라기난(Carrageenan)을 통해  미용의 원료, 아가로스 겔, 바이오프로세스(Bioprocessing)의 바이오매스(Biomass)릐 수단으로 탐구중이다

오염방지로 생물세포막(Biofilming)을 생성해 배의 선체, 부두 주변의 다리, 건축물 등의 표면에 사용하며 바이오센서(Biosensor)로 Vibrio의 오염물질 탐지능력을 사용하게 된다