적조 잡는 물질 생합성 조절 기작 발견, 표지논문 발표
논문의 제1저자인 권순경 학생은 이번 연구에서 우리나라 남쪽 끝 섬인 마라도에서 분리된 해양 미생물 하헬라 제주엔시스(Hahella chejuensis)가 만드는 적조생물을 죽이는 물질인 프로디지오신(prodigiosin)의 생합성을 조절하는 유전인자를 기능유전체 분석을 통해 찾아내어 분자유전학적 기법을 이용하여 조절기작을 규명하는데 성공함으로써 토종 해양 생물자원으로부터 유용 생리활성물질을 대량 생산하는데 필요한 학문적 밑바탕을 마련하였다.
권순경 학생은 50여 개의 프로디지오신 생합성에 관여하는 조절 인자를 가진 클론들 중에서 외부 환경조건을 인식하는 센서 단백질과 이 신호를 유전자 발현 시스템에 전달하는 단백질로 이루어진 신호전달 시스템이 프로디지오신의 생합성 조절에 중요하다는 것을 발견하였고, 기존에 알려지지 않았던 비번역 RNA 분자(non-coding RNA)에 의한 조절이 색소의 생합성에 결정적인 역할을 한다는 사실을 증명하였다.
하헬라 제주엔시스는 현재 한국해양연구원 부설 극지연구소 소장을 맡고 있는 이홍금 박사의 연구팀이 마라도 바닷가에서 채취·분리하여 분류, 진화적 분석을 수행한 결과 새로운 속, 새로운 종임이 판명되어 2001년 영국미생물학회에서 발행하는 미생물분류학 분야의 전문 학술지인 ‘국제 계통분류 및 진화 미생물학 저널(International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, IJSEM)’에 공식적으로 발표한 세균이다.
한편, 프로디지오신은 몇몇 박테리아 종류가 생산하는 붉은색 생리활성물질로서 항세균, 항진균, 항원충, 항말라리아 활성과 더불어 암세포의 세포자살(apoptosis)을 유도하는 항암작용, 면역억제 등의 효과를 보이며, 적조 미생물을 죽이는 기능 역시 국내 연구진에 의해 입증되어 생합성 기작을 밝히고 대량 생산을 가능케 하기 위한 연구개발이 활발히 진행되어 왔다.
이 연구는 교육과학기술부에서 주관하는 21C 프론티어 미생물유전체활용기술개발사업(단장 오태광, www.microbe.re.kr)의 일환으로 이루어졌으며, 이 논문의 교신저자이자 연구책임자인 김지현 박사의 연구팀에서는 지난 2005년 하헬라 제주엔시스의 유전체 서열을 완전히 해독하고 분석한 후 살조물질 프로디지오신 및 생합성 유전자 세트를 동정하여 ‘핵산 연구(Nucleic Acids Research)’誌에 발표하고 국내외 특허를 출원한 바 있다.
UST에서 석사학위를 취득한 후 현재 동 대학원 생명연 캠퍼스에서 시스템생명공학 전공으로 박사과정을 밟고 있는 권순경 학생은, “지도교수님께 과학적으로 생각하는 법과 여러 분석 방법들을 배우고 익혀서 새로운 것을 발견하는 재미가 이런 것이구나 하는 것을 느끼면서 처음으로 수행한 연구가 학술적으로 좋은 평가를 받아서 기쁘며, 실험이나 세미나 중에 의문점이 생기면 다양한 분야의 전문 교수님 또는 박사님과 격의 없이 바로 토론하고 자문을 구할 수 있는 환경이 UST와 연구소의 좋은 점”이라고 하였고,
권순경 학생의 지도교수인 김지현 박사는 “권순경 학생이 석사학위 연구임에도 여러 분자유전학적 실험들을 훌륭히 수행하고 데이터를 분석하여 좋은 논문을 발표하고 우수한 재능과 발군의 실력으로 높은 학문적 성취도를 이루어낸 것에 대해 매우 만족스럽고 대견하게 생각하며, 일대일 토론과 현장 지도를 통해 이루어낸 이번 기초연구 성과는 앞으로 산업적으로 프로디지오신의 대량 합성에도 응용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
생명연 바이오화학/에너지연구센터의 센터장이기도 한 김지현 박사의 연구팀에서는 지난 2002년부터 미생물 유전체 해독 및 오믹스/시스템 분석 파이프라인을 구축하여 하헬라 제주엔시스 외에도 김치 대표 유산균, 한국인 유래 프로바이오틱 균주, 단백질 합성 세포공장인 B형 대장균 등 10여종에 이르는 유용한 미생물들의 유전체를 해독하여 이들의 서열 정보를 분석하고 데이터베이스화하여 정리하는 한편 웹 포탈 사이트 GEM(Genome Encyclopedia of Microbes; www.gem.re.kr)을 구축하여 미생물 유전체 정보를 인터넷을 통하여 서비스하고 있다.
웹사이트: http://www.kribb.re.kr
연락처
한국생명공학연구원 홍보협력실
이종우
042-860-4731
이메일 보내기
