눈 건강에 필요한 '루테인' 미생물로 만든다
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눈 건강에 중요한 영양물질로 알려진 루테인을 미생물 균주로 생산할 수 있게 됐다.
연구에 참여한 박선영 박사(현 LG화학 책임연구원)는 "천연자원으로부터 비효율적인 추출법을 대체할 미생물 기반의 고효율 루테인 생산 기술을 개발했다는 점에서 의의가 있다"며 "이번 기술을 활용해 미생물 기반 의약품, 영양보조제 등 제품을 만드는 데 한 단계 나아갈 수 있을 것"이라고 말했다.
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눈 건강에 중요한 영양물질로 알려진 루테인을 미생물 균주로 생산할 수 있게 됐다. 이 미생물 균주는 값싼 바이오매스인 글리세롤을 탄소원으로 사용해 저렴하면서도 효율적으로 루테인을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
이상엽 KAIST 생명화학공학과 특훈교수팀은 미생물을 이용해 고효율로 루테인을 생산하는 기술을 개발해 국제학술지 '네이처 카탈리시스' 8월 4일자에 발표했다.
루테인은 눈을 자외선으로부터 보호하는 물질로 노안, 백내장 등 질환을 예방하는 효과가 있어 눈 영양제로 많이 사용된다. 최근 노령화와 전자기기 사용 시간이 증가하며 루테인 시장 규모는 빠르게 증가하고 있다.
기존에 루테인은 주로 금잔화 꽃에서 추출해 생산했다. 다만 꽃을 재배하려면 대지와 시간, 노동이 많이 요구돼 대량 생산에 적합하지 않았다. 화학적으로 루테인을 합성하는 방법도 있지만 비대칭 화학 구조나 이성질체가 만들어지는 등의 문제로 비효율적이었다.
연구팀은 값싼 탄소원인 글리세롤을 이용해 루테인을 만드는 대장균 균주를 개발했다. 이 균주에 추가로 대사공학 기술과 대사회로의 전자 채널링 전략을 도입해 루테인 생산의 효율을 높였다. 대사공학은 대사 물질의 생산경로를 조작해 물질 생산을 최적화하는 기술이고, 기질 및 전자 채널링은 세포 내 대사 반응의 효율을 높이는 기술이다. 연구팀은 이 기술은 자몽의 향기 성분인 '누카톤', 항노화 천연화합물인 '아피게닌'을 생산하는데도 활용해 생산력을 높이는 데 성공했다.
연구에 참여한 박선영 박사(현 LG화학 책임연구원)는 "천연자원으로부터 비효율적인 추출법을 대체할 미생물 기반의 고효율 루테인 생산 기술을 개발했다는 점에서 의의가 있다"며 "이번 기술을 활용해 미생물 기반 의약품, 영양보조제 등 제품을 만드는 데 한 단계 나아갈 수 있을 것"이라고 말했다. 연구팀은 추후 미생물을 이용한 친환경적이고 지속 가능한 고부가가치 천연물을 생산하기 위한 연구를 지속할 계획이다.
[이영애 기자 yalee@donga.com]
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