바이오제품 생산균주 개발 기여 기대

▲ 산업 대장균의 신규 유전자 규명과 전사체맵 완성 과정. 한국연구재단 제공

국내 연구팀이 바이오산업에 쓰이는 ‘대장균 유전체 정보’를 밝혔다. 18일 한국연구재단에 따르면 건국대 시스템생명공학과 윤성호 교수연구팀은 유전체와 전사체의 통합분석을 통해 바이오산업에 광범위하게 이용되는 산업 대장균 ‘BL21(DE3)’의 최신 유전체 정보를 확보하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 생명과학 분야 국제학술지인 뉴클레익 액시드 리서치(Nucleic Acids Research) 3월 31일 자에 게재됐다.

유전체는 한 생물체의 유전 정보 전체를 말하며 전사체는 한 세포 안에서 발현되는 RNA 전체를 뜻한다. 유전체와 전사체의 통합분석은 유전체 염기서열 분석을 통해 유전자 종류와 위치를 예측하고 여러 실험조건에서 실제 RNA로 만들어지는 유전자 정보를 더해 유전체 주석화(유전체 내 포함된 유전자 기능과 위치를 결정)를 정확히 하는 방법이다.

산업 대장균은 효소, 항체 등의 재조합 단백질과 함께 바이오화학제품과 바이오연료를 생산하는 미니 생체공장이라 불리고 있다. 대장균을 포함한 산업 미생물은 석유화학을 대체하는 친환경 바이오 제품의 생산에 기여할 수 있다. 기존에는 산업 대장균의 유전자 기능과 발현에 대한 정보가 부족해 유전체 조작을 통한 생산공정 개발에 한계가 있다. 이에 따라 산업 대장균 내 모든 유전자의 종류와 기능을 밝히고 그 중 실제로 발현되는 유전자들의 시작과 종결위치를 찾아내는 작업이 필요했다.

연구팀은 산업 대장균의 유전체와 전사체를 통합분석해 기존 유전자 정보를 업데이트하고 신규 유전자 37개와 비번역 RNA 66개를 발견함으로써 전사체맵을 완성했다. 비번역 RNA는 여러 유전자들의 발현을 조절하는 RNA다. 연구에서 사용한 다중 오믹스(세포 또는 개체 내에서 발현되는 모든 유전자) 통합분석 기술은 다른 미생물의 유전체 분석에도 적용 가능하다. 윤 교수는 “앞으로 유전체 조작을 통한 다양한 바이오제품의 생산균주 개발에 필수적인 정보와 기술에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com

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