의학, 농업 분야 등에 사용할 수 있는 대량 항생제 개발에 새로운 길이 열리게 되었다.

해양수산부(장관: 윤진숙)는 새로운 항생제 및 항암제를 생산할 수 있는 남극유래 방선균의 유전체 지도를 국내 최초로 완성했다고 밝혔다.

방선균은 미생물의 한 종류로서 난분해성유기물의 분해나 항생제와 같은 다양하고 유용한 2차대사산물의 주요 생산자이다.
   

이번 연구는 해양수산부가 지원하고, 극지연구소가 주관한 ‘극지 생물 기능유전체 연구’의 일부로 진행된 것이었다.

연구에는 극지연구소 박현 박사팀의 주도하에 선문대학교 오태진 교수팀과 국내바이오벤처기업 디엔에이링크팀 등이 공동으로 참여하였다.
 

연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 과학전문학술지인 ‘PLOS ONE*’에 7월 24일 발표되었다.

PLOS ONE 지(誌)에 실린 논문 제목은 "Advantages of single-molecule real-time sequencing in high-GC content genomes "(URL: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0068824) 이다.

특히, 이번 연구결과는 ‘실시간 단일분자 분석 기술’(Single Molecule Real Time detection, SMRT)을 이용하여 세계 두 번째로 유전자서열을 분석한 것이어서 더욱 의미가 있다.

정확도가 현저히 떨어졌던 기존의 유전자분석 기술과는 달리, 높은 시간적 효율성과 저비용이 장점인 SMRT 기술을 적용하여 방선균 유전체 지도를 완성한 것이다.

 

방선균은 의약분야에서 상업적으로 사용되고 있는 항생물질의 75%, 농업분야에서 이용되고 있는 항생물질의 60% 가량을 생산하는 등 산업분야에서 매우 중요한 역할을 담당하고 있다.

 

이번 연구결과에서 얻어진 남극유래 방선균의 유전체 지도는 다양한 이차대사물질, 특히 항생물질들의 생합성 관련 연구뿐만 아니라, 2세대 항생제의 내성 문제를 해결할 수 있는 새로운 개량항생제를 개발하는데 중요한 자료로 활용될 것이다.

해양수산부 관계자는 “이번에 사용한 기술은 남극유래 방선균을 비롯하여 앞으로 보다 많은 생물들의 유전체를 정확하게 분석할 수 있는 가능성뿐만 아니라, 다방면의 방법론적으로 적용될 수 있는 원천기술이 될 것으로 기대한다.”라고 밝혔다.

 

○ SMRT(Single Molecule Real – Time detection)

Pacific Biosciences 사의 3세대 DNA 염기서열분석기는 기존 차세대염기서열 분석(NGS)과는 차별화된 단일 분자 실시간 DNA 염기 서열 분석(SMRT : Single Molecule  Real – Time detection) 방법이다.

이 방법은 별도의 유전자 증폭 없이 실시간으로 직접 유전자의 DNA 염기서열을 읽어내는 기술이다.

이 기술은 한 번에 읽을 수 있는 서열의 길이가 매우 긴 것이 특징이며, 이로 인하여 그동안 분석에 어려움을 겪고 있었던 복잡한 구조의 유전체 해독에 도움을 주고 있다.

○ 방선균(放線菌)

흙속이나 마른풀에 기생하며 세균과 곰팡이의 중간적 성질을 가진 미생물의 한 종류. 균사(菌絲)와 같은 것을 사방으로 내놓으면서 퍼진다.

난분해성유기물의 분해나 항생제와 같은 다양하고 유용한 이차대사산물의 주요 생산자다.

○ 핵산(核酸)

염기, 당, 인산으로 이루어진 뉴클레오타이드가 긴사슬 모양으로 중합된 고분자물질이다.

유전이나 단백질 합성을 지배하는 물질로 생물의 증식을 비롯한 생명활동 유지에 중요한 작용을 하며, 잘 알려진 핵산으로 DNA와 RNA가 있다.

○ 지의류 (地衣類)

남극의 육상식생을 대표하는 생물인 지의류는 뿌리가 없이 땅이나 암반, 식물체 표면에 몸의 일부나 전체가 부착하는 생육특징을 가지고 있다.

 

지의류는 광합성을 할 수 있으나 곰팡이나 버섯과 같은 균류와 광합성을 하는 남조류나 녹조류와 같은 단세포 또는 실모양의 조류가 공생하는 공생체다.