[스마트경제=복현명 기자] 김현욱 세종대학교 바이오산업자원공학과 교수팀이 산업원료로 유용한 수산화지방산을 오일작물의 모델식물인 애기장대(Arabidopsis) 종자에서 31%까지 생산 증진 시킨 연구 결과를 국제학술지 Biotechnology for Biofules and Bioproducts에 발표했다.
수산화지방산은 주로 피마자(아주까리) 식물의 종자에서만 생산되며 이는 고급윤활유 등 약 54종류의 산업원료로 사용되고 있다. 그러나 피마자 종자에는 리신(ricin)이라는 치사 독소가 있다는 점과 재배 가능한 작물로 개발하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.
이런 문제점을 해결하기 위해 김 교수 연구팀을 비롯해 전 세계 학자들이 오일작물의 모델식물인 애기장대에서 피마자로부터 분리한 수산화지방산 합성 유전자를 도입해 생산을 증진시키는 유전공학 연구를 경쟁적으로 진행해 오고 있다.
김 교수 연구팀은 피마자로부터 수산화지방산을 합성하는 효소유전자(FAH12)와 종자 오일에 수산화지방산 축적을 증가시키는 4개의 유전자들(DGAT2, PDCT1-2, PDCT, LPCAT)을 분리해 이들 5개의 유전자를 애기장대에 동시에 발현시켰다.
더불어 애기장대의 내재유전자인 지방산사슬연장 효소 유전자(FAE1)를 크리스퍼 (CRISPR)유전자 편집으로 기능을 상실시켜 수산화지방산을 생산하지 못하는 애기장대 종자에서 31%까지 수산화지방산을 생산하는데 성공했다.
현재까지 수산화지방산을 애기장대에서 약 25%까지 생산하는 것이 세계 최대 수준이었다.
연구팀은 이 기록을 넘어 31% 이상까지 생산해 최고수준에 도달했다. 또한 이번 연구에 처음 사용한 다중발현 벡터는 오일작물에 바로 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다.
특히 김현욱 교수 연구팀은 이 기술을 오일작물인 카멜리나에 적용해 수산화지방산을 안정적으로 대량생산하는 오일작물 개발을 진행하고 있다.
김현욱 세종대 바이오산업자원공학과 교수는 "7년간 고생한 연구를 마침내 저명 국제학술지에 게재해 학계로부터 성과를 인정받게 돼 기쁘다. 이번 연구 발표로 식물에서 수산화지방산 생산연구에 있어 선두주자로 자리매김하고 해당 분야 연구를 선두에서 더욱 발전시킬 수 있는 발판을 마련했다는데 의의가 있다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 농촌진흥청 바이오그린연계농생명혁신기술개발사업으로부터 지원받아 수행했다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
