암세포 사멸 연구 등 활용 가능성
실험 조건에 따른 플라보박테리움 체니애의 대사산물 생산 비교 모습. 빛을 공급한 실험군(왼쪽)에서 대사 산물(베타 카로틴)의 생산이 늘어난 것을 볼 수 있다. ⓒ
국립생물자원관은 국내 최초로 ‘플라보박테리움’ 세균으로부터 빛을 매개로 활동하는 세균 광활성 단백질(프로테오로돕신) 유전자를 발견했다고 3일 밝혔다.
광활성 단백질(로돕신)은 망막 간상체 세포막에 있는 빛을 감지하는 색소 단백질이다. 빛을 매개로 활동한다. 프로테오로돕신은 세균 세포막에 존재하는 단백질로 빛을 매개로 생체에너지(ATP) 합성에 관여하는 것으로 알려져 있다.
국립생물자원관과 박수제 제주대학교 교수 연구진은 미생물 속 유용 유전자를 찾기 위해 2020년부터 플라보박테리움속 자생세균 20종과 이미 알려진 같은 속 167종 유전체 염기서열을 비교 분석했다.
연구 결과 자생세균(플라보박테리움 체니애 N2820)이 세균 광활성 단백질 유전자를 보유하고 있다는 사실을 확인했다. 이 유전자는 빛을 공급했을 때 세포가 단백질을 통해 생산하는 대사 산물이 약 20% 증가했다.
일본에서는 빛을 매개로 활성화하는 미생물 단백질 성질을 이용한 암세포 사멸 연구가 진행 중이다. 이번에 발견한 세균 광활성 단백질 프로테오로돕신도 이와 유사하게 빛을 에너지로 전환해 세포 활성 조절 등을 위한 감응기술 활용을 기대한다.
연구 결과는 8월 중 국제학술지 ‘마이크로바이올로지 스펙트럼’에 게재할 예정이다. 오는 9월 특허출원과 함께 후속 연구도 계획 중이다.
서민환 국립생물자원관장은 “자생 생물자원으로부터 유용한 유전자원을 발굴하기 위해 노력할 것”이라며 “향후 국내 유전자원의 다양한 활용을 위한 연구도 병행하여 추진할 계획”이라고 말했다.
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