- 식물 분야 최상급 학술지 '뉴 파이톨로지스트' 온라인 게재

권문혁 연구교수와 김선원 센터장(왼쪽부터).<사진제공=경상국립대>

(고성=경남뉴스투데이) 경상국립대학교(GNU·총장 권순기) 항노화 바이오소재 세포공장 지역혁신연구센터(ABC-RLRC, 센터장 김선원)는 천연고무의 품질을 결정하는 생합성 메커니즘을 상추로부터 발견하였다고 발표했다.

이번 연구는 지역혁신연구센터와 캐나다 캘거리대학교의 국제 공동협력 연구로 진행되었다. 연구 결과는 식물 분야 세계 최상급 학술지 ≪뉴 파이톨로지스트(New Phytologist)≫ (IF=10.323, JCR 3%) 온라인판에 게재됐다.

천연고무는 고유의 긴 폴리머 구조에 기인한 뛰어난 물적 특성 때문에 산업 전반에 필수적으로 사용되고 있는 핵심 바이오소재이자 대체 불가능한 천연물질이다. 현재 천연고무는 전적으로 파라고무나무의 라텍스 채취를 통해서만 수급되고 있다. 하지만 고무나무는 바나나의 경우처럼 단일 품종만이 재배되고 있어 병원균에 매우 취약하고, 열대지방에서만 서식하기 때문에 서식지의 다양성이 제한되어 지속적인 천연고무 생산이 매우 위협받는 상황이다.

따라서 천연고무 생산을 대체하는 식물 개발은 지속가능한 소비와 생산 양식을 보장하는 데 매우 중요한 연구 분야지만 천연고무가 어떻게 생명체 내에서 생합성되는지는 현재까지 밝혀지지 않고 베일에 싸여 있었다.

경상국립대 ABC-RLRC 권문혁 교수 연구팀은 캐나다 캘거리대학교 노대균 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 생장이 길어 연구하기 까다로운 고무나무를 대신해 고품질의 고무를 생산하는 것으로 알려진 상추를 모델식물로 활용하여 천연고무 생합성 과정을 규명하였다.

이번 연구에서는 상추의 CPT(cis-prenyltransferase) 유전자를 유전자가위로 잘라내고, 다양한 식물 유래 CPT를 대신 도입하여 CPT가 천연고무의 길이에 영향을 미치지 않는다는 사실을 세계 최초로 증명했다.

이번 연구를 계기로 ABC-RLRC 연구팀은 앞으로 천연고무 생합성 메커니즘을 완전히 규명하여 긴 길이의 천연고무를 생산하는 데 필요한 유전자원을 모두 확보하고 이를 합성생물학적으로 조립하여 멸종위기에 처해 있는 파라고무나무를 대체하는 천연고무 생산 식물 세포공장 개발에 연구력을 집중할 계획이다.

이번 연구를 주도한 ABC-RLRC 권문혁 교수는 “열대지방에 편중되어있는 비대칭 자원인 천연고무의 생산을 다양화하고, 천연고무의 수급을 국산화할 수 있으며, 지속가능한 인류사회를 만드는 연구를 지속적으로 수행하겠다.”라고 말했다.

ABC-RLRC 김선원 센터장은 “전구를 발명하여 세상에 빛을 밝힌 토마스 에디슨도 고무나무를 대체하는 식물을 개발하려 했으나 실패하였다. 우리 센터에서는 합성생물학적 연구를 통해 천연고무 대체 생산 세포공장을 개발하여 세상에 또 다른 빛을 밝히겠다.”라고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 선도연구센터 사업의 지원을 받아 ABC-RLRC가 주도하여 수행했다. ABC-RLRC는 항노화 바이오소재를 발굴, 스마트 세포공장을 이용하여 항노화 기능성 소재를 대량 생산하는 기술을 개발하고 지역 기업연계 산업화 기반을 구축하고 있다.

김대영 기자  webmaster@knnewstoday.co.kr

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