[스마트경제=복현명 기자] 기장서 상명대학교 생명화학공학부 생명공학전공 교수와 박사과정 김한솔 연구원이 한국연구재단 중견 연구사업 연구를 통해 해양 독성 플랑크톤 Alexandrium affine의 마비성 패류독소 생성 잠재성을 독소, 유전자 분석으로 최초 규명했다.
이번 연구 결과는 세계적 권위의 학술지인 ‘해양환경연구(Marine Environmental Research)’ 2023년 3월 호에 발표했다.
매년 봄철(3월~6월 초)에 발생하는 마비성 패류독소 주의보는 국내 어패류 양식의 고질적인 문제이다.
마비성 패류독소는 ‘알렉산드리움’과 ‘짐노디니움’이라는 해양 독성 플랑크톤이 생산하는 삭시톡신(saxitoxin)이며 플랑크톤을 섭식한 조개류에 독소가 축적된다.
삭시톡신이 축적된 조개류를 사람이 섭취하면 중독 증상으로 두통, 메스꺼움, 구토, 근육 마비가 나타나며 심각하면 사망에 이를 수 있다.
마비성 패류독소는 3~5월(수온 5∼17℃)에 가장 많이 발생하다가 6월 중순 이후(18~20℃) 자연 소멸한다. 환경 조건(수온 및 영양분), 원인생물의 대발생, 삭시톡신 합성에 대한 상관관계는 일부 독성 플랑크톤인 Alexandrium catenella, Alexandrium pacificum을 대상으로 밝혀졌으나 국내 수역에 빈번히 출현하는 알렉산드리움 어피니(Alexandrium affine)는 무독성 종으로 알려져 왔다.
Alexandrium affine은 한국, 일본, 베트남, 캘리포니아, 칠레, 필리핀 등 여러 국가에서 출현 보고되며, 베트남에서 주의가 필요한 종으로 취급되고 있다.
국내에서는 남해, 부산지역뿐만 아니라 서해 태안에서도 출현한다. 특히 1986-1987년 남해안의 진동만에서 적조를 유발한 바 있으며 비교적 최근인 2017년 통영 인근에서 Alexandrium affine에 의한 고밀도 적조가 발생했다.
본 연구에서 남해 장목만에서 분리한 Alexandrium affine을 이용해 다양한 수온, 영양분 조건에서 세포 내 삭시톡신을 분석했고 낮은 농도의 삭시톡신 독소를 검출했다. 또한 삭시톡신 합성에 관여하는 387개의 독소 유전자 후보를 대량으로 발굴, 비교해 유전자적으로 독소 합성 능력을 확인했다.
국내 남해에서 분리한 Alexandrium affine은 삭시톡신 합성에 필요한 유전자를 모두 갖고 있으며 마비성 패류독소 생산 능력은 유전자의 발현율에 의존적임을 규명했다.
특히 Alexandrium affine은 삭시톡신 합성 유전자의 발현율이 낮아 독 합성 능력이 저하되며 독성의 세기는 Alexandrium catenella의 1/100 수준인 것으로 파악됐다.
본 연구결과는 국내에서 분리된 Alexandrium affine이 마비성 패류독소를 합성한다는 것을 최초로 규명했으며 향후 국내 연안의 Alexandrium affine의 출현, 적조 발생 시 패류독소 발생을 주의해야 한다고 밝혔다.
복현명 기자 hmbok@dailysmart.co.kr
