Microbe Prototyping Genetic Circuit based Novel Microbe Screening System

The present invention relates to a genetic circuit including a gene for encoding a transcription regulatory factor expressed by sensing phenol and a lower level reporter gene operated by the transcription regulatory factor; a sensor cell including the genetic circuit; and a method for sensing and searching a novel microorganism strain or a gene source containing the activities of a direct target enzyme in a natural sample by using the sensor cell and a phenol-tag substrate. The genetic circuit and the sensor cell including the same according to the present invention include a fluorescent protein and a nutrition demand-related enzyme for controlling the survival of the sensor cell as reporter genes. Thus, through a simple method for measuring fluorescence by culturing a random microbe strain having the activities of the sensor cell and a desired target enzyme together, a novel microbe strain or a gene source having the activities of a corresponding target enzyme can be easily identified. Also, by introducing such a dual reporter system, the presence of the activity of a target enzyme can be visibly and more clearly confirmed. Moreover, when a useful resource is directly searched in nature, a DNA separating and library constructing step is skipped, and the use of an antibiotic agent is suggested. Thus, a possibility of the expression of a target enzyme gene and the easiness of an experiment are maximized. By directly using a natural high active microbe, a GMO/LMO problem caused by a recombinant microbe can be minimized. 본 발명은 페놀을 감지하여 발현되는 전사조절인자를 암호화하는 유전자 및 상기 전사조절인자에 의해 작동되는 하위 리포터 유전자를 포함하는 유전자 회로, 상기 유전자 회로를 포함하는 센서 세포, 및 상기 센서 세포와 페놀-태그 기질을 이용하여 자연계 시료에서 직접 목적 효소의 활성을 보유하고 있는 신규 미생물 균주 또는 유전자원을 감지 및 탐색하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 유전자 회로 및 이를 포함하는 센서 세포는 리포터 유전자로 형광 단백질과 함께 센서 세포의 생존을 제어하는 영양요구성에 관련 효소를 함께 포함하고 있으므로, 상기 센서 세포와 원하는 목적 효소의 활성을 갖고 있는 미지의 미생물 균주를 함께 배양하여 형광을 측정하는 간단한 방법으로 해당 목적 효소의 활성을 갖고 있는 신규한 미생물 균주 또는 유전자원을 용이하게 동정할 수 있고, 또한 이와 같은 이중 리포터 시스템을 도입함으로써 목적 효소의 활성 유무를 가시적으로 더욱 명확하게 확인할 수 있다. 또한, 자연계에서 직접 유용 자원을 탐색할 때 DNA 분리 및 라이브러리 구축 과정을 거치지 않고 항생제의 사용을 제한함으로써 목표 효소 유전자의 발현 가능성 및 실험의 용이성을 최대화하고 자연계 고활성 미생물을 직접 사용하므로써 재조합미생물에 의한 GMO/LMO 문제를 최소화할 수 있다.