미 출시 앞둔 빛나는 식물, 밤 세상을 바꾼다

美 라이트바이오, 오는 4월 ‘반딧불이 피튜니아’ 출시
발광 위한 식물 자체 유전자 발견… 유전자 편집 과정 더 쉬워져

미국 합성생물학 스타트업 '라이트바이오'가 개발한 빛을 내는 '반딧불이 피튜니아'. 집이나 정원의 조명으로 인기를 끌고 있다./라이트바이오

오는 4월 미국에서 빛을 내는 식물이 가로등을 대신하는 모습을 볼 수 있을 예정이다. 바이오기업 연구진이 발광 식물을 더 쉽게 만들 수 있는 방법을 찾아 곧 출시하겠다고 발표했다. 미국 정부도 지난해 발광 식물의 실외 재배를 허가해 발광 식물이 ‘빛’을 볼 날이 다가왔다.

8일(현지 시각) 합성생물학 스타트업 ‘라이트바이오(Light Bio) 연구진은 발광 식물의 빛을 효과적으로 이용할 수 있도록 돕는 식물 자체 유전자를 발견했다고 밝혔다. 2020년 식물에 발광 버섯의 유전자를 삽입해 자연스러운 빛을 낼 수 있다는 연구 결과를 발표한 데 이은 또 다른 성과다.

라이트바이오는 약 4년 전 발광 버섯에서 분리한 유전자 5개를 피튜니아 유전자에 넣어 달빛과 비슷한 빛을 계속 내도록 만들었다. 새로 추가한 유전자는 식물에 있는 카페익산을 루시페린으로 바꾼다. 루시페린이 루시페라아제라는 효소에 의해 산화되면 빛이 나온다. 루시페린은 반딧불이가 빛을 내는 데 쓰이는 물질로, 이 현상을 ‘생물발광’이라고 한다. 빛을 내는 피튜니아의 새싹이 반딧불이를 닮아 ‘반딧불이 피튜니아’라는 이름을 붙였다.

지난해 9월 미 농무부(USDA)는 반딧불이 피튜니아가 해충이나 질병 문제를 일으킬 가능성이 없고, 실험실 밖에서도 재배, 번식할 수 있다고 발표했다. 반딧불이 피튜니아는 기존 피튜니아처럼 재배가 쉬우면서도 기존 발광 식물 대비 100배 더 밝게 빛난다. 식물을 심는 것만으로도 집이나 정원에 가로등 효과를 낼 수 있을 정도다.

최근 라이트바이오 연구진은 발광 식물의 빛을 보다 쉽게 조절하도록 돕는 식물 자체 유전자를 발견했다. 식물의 대사 과정에서 빛을 만들도록 하는 중추 유전자다. 기존 발광 식물이 발광 버섯의 유전자 5개를 필요로 했다면, 이번에 발견한 식물의 유전자가 버섯 유전자 5개 중 2개를 대체할 수 있었다.

연구진은 “식물 고유의 유전자를 활용하면 발광의 조화가 더욱 증폭돼 빛 생산과 에너지 활용 사이의 상호 작용이 최적화될 것”이라 예상했다. 식물 유전체에 추가할 유전자가 줄어들수록 응용 가능성이 커지기 때문이다.

반딧불이 피튜니아는 오는 4월부터 정식으로 출시된다. 키스 우드 라이트바이오 CEO는 “발광 피튜니아의 예약 판매 수가 빠르게 증가하고 있다”며 “수요에 맞춰 생산량을 연달아 두 번 늘리기도 했다”고 밝혔다. 식물 하나당 29달러(약 3만 8000원)에 구입할 수 있다.

라이트바이오는 현재 다른 스타트업과 협력해 색상이 다양하면서도 기존 발광 식물보다 10배 이상 밝은 식물을 개발하고 있다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 8일(현지 시각) 공개됐다.

참고 자료

Science Advances(2024), DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.adk1992

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