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국립해양생물자원관, 참김에서 저온 저항성 유전자 발견 특허
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영남도민일보 기자 / yndm1472@nate.com 입력 : 2024년 09월 02일(월) 19:08
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[영남도민일보] 영남도민일보 기자 = 국립해양생물자원관(관장 최완현)은 해양 홍조류 참김에서 저온 저항성 유전자를 발굴하여 특허 등록(10-2697695)을 마쳤으며 이에 대한 산업적 활용 가능성을 확인하였다.
조간대*에 서식하는 김은 건조와 침수, 강한 조류(tidal) 등의 환경에 적응하며 외부 스트레스에 살아남기 위한 다양한 유전자들이 잘 보존되어 있는 것으로 알려져 있다.
* 밀물 때에는 바닷물에 잠기고 썰물 때에는 공기에 드러나는 해안선 사이의 부분
국립해양생물자원관 바이오실용화실 연구팀은 이 같은 특성에 주목하여 참김에 산화적 스트레스**를 가했을 때 유전자(NtNDPK, Neopyropia tenera Nucleoside Diphosphate Kinase) 정보를 확보하여 형질전환 모델 미세조류***인 클라미도모나스 레인하티(Chlamydomonas reinhardtii)에 삽입하고 과발현(overexpression) 시킨 후 낮은 온도에서도 내성이 강한 균주****를 개발했다.
** 산화 스트레스(Oxidative stress): 세포 내에서 호흡 및 에너지 대사에 의해 발생하는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)과 이를 방어하는 항산화(antioxidant) 시스템 사이의 불균형으로 인해 발생하는 스트레스 상태로 세포 내 DNA 변형 및 지질 과산화 등을 일으켜 피해를 주는 스트레스 상태를 의미하며, 과산화수소(H2O2)를 세포에 처리하여 산화 스트레스를 유도할 수 있음
*** 미세조류는 카로티노이드를 비롯하여 비타민, 폴리페놀, 오메가 지방산 등 유용한 물질을 다량 함유하고 있어 최근 건강기능식품, 화장품 등의 원료로 큰 주목을 받고 있다.
****분자유전학적 방법을 사용하여 외래 유전자를 삽입하여 만든 생물
그러나, 사계절이 뚜렷한 우리나라의 수계 온도에서 25~30℃가 최적 온도인 미세조류의 배양 가능한 계절은 여름에 한정적이다. 따라서 저온에서도 성장이 뛰어난 옥외 배양 가능 미세조류 균주 개발이 필수적이다.
이에 연구팀은 유전자변형생물체(Living Modified Organism, LMO)의 유전자 도입 기술을 적용한 실험을 통해 저온 환경과 세포의 산화 스트레스에 저항성을 나타내는 참김 유래 유전자 정보를 확보, 기능분석 수행 결과에 대해 특허 등록을 마쳤으며 향후 클로렐라, 스피룰리나 등 다양한 산업용 미세조류에도 동일한 기술을 적용하여 저온 및 스트레스 환경에서 저항력이 우수한 균주 개발 가능성을 제시하였다.
최완현 국립해양생물자원관장은 “해양생물인 참김의 오믹스 정보를 활용하여 형질전환 기술을 통해 산업적으로 유망한 미세조류를 저온 환경에서도 대량생산 할 수 있는 우수 균주개발의 주요 기반을 마련 할 수 있게 되었다”라며 해양생물을 활용한 연구에 더욱 노력하겠다고 말했다.
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