국내연구진 '슈퍼알코올박테리아' 첫 개발

마크로젠·서울대연구팀

국내 바이오기업이 생명체의 게놈(유전체) 정보를 해독한 뒤 이 정보를 가지고 알코올 생산능력을 극대화 한 '슈퍼알코올박테리아' 를 개발하는 데 성공했다.

이는 지금까지 전 세계적으로 학술적 성과에 그쳤던 생명체 게놈정보가 고부가가치 산업으로 이어질 수 있는 가능성을 제시한 것이어서 주목을 받고 있다.

마크로젠의 정현용 박사팀과 서울대의대 서정선 교수팀은 알코올을 만드는 미생물인 '자이모모나스(Zymomonas mobilis)'의 게놈정보를 모두 밝히고 이를 이용해 알코올 생산능력을 20% 이상 높인 슈퍼알코올박테리아를 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.

이번 연구결과는 그 의미를 인정받아 생명공학 분야의 세계적 저널인 '네이처바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)' 13일자 인터넷판에 공개됐으며 2005년 1월호에 정식으로 게재될 예정이다.

공기 속에서 살지 못하는 세균인 자이모모나스는 포도당, 과당, 서당을 에너지원으로 하는 에탄올 발효 균주로 발효조건에 따라 다양한 부산물을 생성시킬 수 있어 혈장 대용제, 면역제 등과 같은 의약품 생산분야 등에도 응용될 수 있다.

논문에 따르면 연구팀은 지난 2000년 8월 미국 국립보건원(NIH)이 사람 유전자지도를 작성할 때 사용했던 '무작위 샷건(Random Shotgun)' 방식으로 약 2.05Mbp 크기의 자이모모나스 전체 염기서열을 100% 분석 완료했다.

자이모모나스에서 발굴된 총 1천998개 유전자 중 1천346개(67.4%)는 기능이 일부 또는 전체적으로 알려진 유전자였지만 나머지 652개(32.6%)는 기능이 전혀 알려지지 않은 새로운 유전자로 확인됐다.

연구팀은 염기서열 분석을 통해 밝힌 유전자정보를 DNA칩으로 만들어 알코올 발효과정에서 핵심 역할을 하는 54개의 유전자를 규명함으로써 자이모모나스 세균이 다른 세균에 비해 알코올 생산능력이 월등한 이유를 밝히는 데 성공했다.

특히 연구팀은 기존 자이모모나스 야생종(ZM1)과 알코올과량생산 박테리아(ZM4) 가 가지고 있는 특정 유전자를 인공적으로 결합해 새로운 박테리아를 만들고 '슈퍼알코올박테리아'로 이름지었다.

이 회사 서정선 회장은 "이번 기술을 이용해 옥수수줄기나 볏짚, 폐목재 등의 다양한 생체폐기물을 100% 알코올로 바꿀 수 있는 미생물공장(Bio-Reactor)을 만들 계획"이라며 "앞으로 탄소원을 활용한 박테리아를 개발하는 게 목표인데 이미 노하우는 확보하고 있어 타깃유전자를 고르고 있는 단계"라고 말했다.