조병관 KAIST 교수팀
항생제 생산성 향상 기대
항생제 생산성 향상 기대
국내 연구진이 전 세계 항생제의 약 70% 이상을 생산하는 미생물인 '방선균'의 유전자 발현과 조절에 대한 비밀을 밝혀냈다.
미래창조과학부는 글로벌프론티어사업 지능형바이오 시스템 설계 및 합성 연구단 조병관 KAIST 교수(생명과학과·사진)팀이 방선균에 존재하는 항생제 생산과 관련된 유전자 발현 및 조절 기작을 세계 최초로 규명했다고 12일 밝혔다.
토양에 사는 미생물인 방선균은 항생제 등 의학적으로 유용한 다양한 화합물을 생합성하는 기능을 지녀 생물학계에서 오랜 주목을 받아 왔다. 그동안 방선균 안에 존재하는 항생제 생산과 관련된 유전자의 조절 기작을 분자 수준에서 이해하려는 시도가 이어졌지만, 유전자 발현과 조절에 대한 정보가 규명되지 않아 항생제 생산성을 높이는데 걸림돌이 돼왔다.
조 교수팀은 '유전자 발현 시작지점 염기서열분석', '리보솜 결합 RNA 염기서열분석', 'RNA 염기서열분석' 등 세 종류의 차세대 염기서열분석 기술을 방선균의 성장단계에 따라 적용하고 데이터를 통합 분석했다. 이를 통해 방선균이 항생제를 생산해 낼 때 유전자 발현의 전체 흐름을 밝혀냈으며, 항생제 대량생산을 위한 유전체 조작에 활용할 수 있는 대용량의 정보를 확보했다. 특히 연구팀은 기존에 전혀 알려지지 않았던 단백질 합성단계 중 '번역' 단계의 조절이 항생제 생합성 유전자를 발현하는데 가장 중요하다는 사실을 밝혀냈다.
조병관 교수는 "이번 연구는 방선균을 이용한 항생제 생산을 이해하기 위한 시스템적 분석의 지평을 열었다"며 "다양한 미생물에 적용 가능한 분석 전략을 제공해 앞으로 산업적 이용을 위한 합성생물학 기반 미생물 세포 공장 구축에 기여할 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 생명공학분야 최고 권위의 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 온라인판에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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