[시사뉴스 김미현 기자] 세종대학교(총장 배덕효) 김현욱(사진) 교수팀은 산업원료로 유용한 수산화지방산을 오일 작물의 모델 식물인 애기장대(Arabidopsis) 종자에서 31%까지 생산을 증진했다고 9일 밝혔다.
산업원료를 생산하는 오일 작물 개발은 농업부터 고부가 친환경 산업 소재 생산 산업까지 부가가치를 창출하는 데 기여할 것이라고 연구팀은 밝혔다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 Biotechnology for Biofules and Bioproducts에 발표됐다.
연구팀은 피마자로부터 수산화지방산을 합성하는 효소 유전자(FAH12)와 종자 오일에 수산화지방산 축적을 증가시키는 4개의 유전자(DGAT2, PDCT1-2, PDCT, LPCAT)를 분리해 이들 5개의 유전자를 애기장대에 동시 발현시켰다.
더불어 애기장대의 내재유전자인 지방산 사슬 연장 효소 유전자(FAE1)를 크리스퍼 (CRISPR) 유전자 편집으로 기능을 상실시켜 수산화지방산을 생산하지 못하는 애기장대 종자에서 31%까지 수산화지방산을 생산하는 데 성공했다.
수산화지방산은 주로 피마자(일명: 아주까리) 식물의 종자에서만 생산되며, 이는 고급 윤활유 등 약 54종류의 산업원료로 사용된다. 그러나 피마자 종자에는 리신(ricin)이라는 치사 독소가 있다는 점과 재배 가능한 작물로 개발하기 어렵다는 단점이 있었다.
이런 문제를 해결하기 위해 김 교수 연구팀을 비롯, 전 세계 학자들이 오일 작물의 모델 식물인 애기장대에 피마자로부터 분리한 수산화지방산 합성 유전자를 도입해 생산을 증진하는 유전공학 연구를 진행해 오고 있었다.
현재까지 수산화지방산을 애기장대에서 약 25%까지 생산하는 것이 세계 최대 수준이었다. 연구팀은 이 기록을 넘어 31% 이상까지 생산했다. 또 이번 연구에 처음 사용한 다중 발현 벡터는 오일 작물에 바로 적용할 수 있다는 장점도 있다.
연구팀은 계속해서 이 기술을 오일 작물인 카멜리나에 적용해 수산화지방산을 안정적으로 대량 생산하는 오일 작물 개발을 진행하고 있다.
김 교수는 "7년간 고생한 연구가 저명 국제 학술지에 게재돼 학계로부터 성과를 인정받게 돼 기쁘다"며 "이번 연구 발표로 수산화지방산 생산 연구를 더욱 발전시킬 발판을 마련했다는 데 의의가 있다"고 말했다.