실제 '장미향' 그대로... 농진청, 식물 줄기세포 유도기술 개발 [세상을 깨우는 발견]

농촌진흥청, 세계 최초로 장미 꽃잎 똑같은 성분 보유한 '세포 배양체 생산기술' 성공

[유창재 기자]

▲ 향이 우수한 우리장미 '15R12-2' 계통 ⓒ 농촌진흥청

'장미 향 그대로 살렸다!'

농촌진흥청(청장 조재호)은 3일 "세계 최초로 실제 장미 꽃잎과 똑같은 향기 성분을 보유한 식물 세포 배양체(캘러스)를 유도하는 데 성공했다"고 밝혔다. 이를 통해 국내 화장품 원료의 폭을 넓히고, 부가가치를 높일 것으로 기대된다. 

이어 농촌진흥청은 "'식물의 줄기세포'로도 불리는 식물 세포 배양체는 식물에 상처가 났을 때 상처 부위에 생겨나는 조직으로, 생리활성물질을 고농도로 함유하고 있다"면서 "식물을 화장품 소재 등으로 활용할 때 세포 배양체를 이용하면 재배 과정에서 환경 영향을 최소화해 좋은 성분을 대량으로 균일하게 증식할 수 있다"고 설명했다. 

현재 우리나라 화장품 시장은 원료의 80% 이상을 수입에 의존하고 있어 경쟁력 강화를 위해서는 원료의 국산화 확대가 시급하다. 동시에 최근 '식물 세포 배양체'에 대한 수요가 증가하고 있어 이에 대한 기술 개발이 절실한 상황이다. 

농촌진흥청에 따르면, 식물 세포 배양체와 배양체 추출물의 화장품 원료 시장 규모(미국 시장정보 컨설팅 기관 COHERENT 2021년 자료)는 2017년 369억1500만 달러 → 2020년 478억8200만 달러 → 2023년 630억5900만 달러로 계속 성장하고 있다고 한다. 

이에 농촌진흥청은 자원 출처가 명확하고 향기가 우수한 우리나라 장미 품종(계통)을 활용, 화장품 소재화 기술 개발 연구에 착수했다. 
 

▲ 우리장미_‘15R12-2’_세포 배양체(캘러스) 사진 ⓒ 농촌진흥청

 
먼저 연구진은 차아염소산소다(NaOCl) 0.5% 용액에 꽃잎을 소독한 뒤 생장조절 물질을 첨가하고 영양체(배지)에 꽃잎 표면을 배지에 맞닿게 하는 방식으로 세포 배양체 유도 조건을 확립했다. 그리고 이 조건에 맞춰 상큼한 향을 지닌 우리 장미 '15R12-2' 계통의 세포 배양체를 유도했다. 

연구진은 "그 결과, 장미 '15R12-2'의 세포 배양체는 실제 꽃과 동일한 향기 성분(2-Ethyl-1-hexanol)을 최대 59%가량 보유하고 있었으며, 관련 유전자 4종(RhAAT 등)도 안정적으로 발현됐다"면서 "세계적으로 장미 세포 배양체 연구가 이뤄지고 있지만, 실제 꽃잎과 동일한 향기까지 온전히 보존하면서 세포 배양에 성공한 것은 이번이 처음"이라고 강조했다. 

또한 국립원예특작과학원은 세포 배양체 12종을 증식한 뒤 생물자원으로 활용토록 한국생명공학연구원에 기탁했다. 나아가 피부보호 효능·효과 분석을 마친 꽃잎 세포 배양체 2종을 ㈜바이오에프디엔씨와 함께 화장품 소재로 지난해 특허출원했다. 특허출원명은 '향기 나는 장미의 식물 세포 배양물을 유효성분으로 포함하는 피부 외용제 조성물(10-2022-0159134)'이라고 한다. 

㈜바이오에프디엔씨 관계자는 "우리나라 장미 품종(계통) 꽃잎의 세포 배양체를 대량 증식한 뒤 여기서 나온 화장품 원료 추출물을 반제품이나 완제품으로 만들어 판매할 계획"이라고 전했다. 

이영란 농촌진흥청 국립원예특작과학원 화훼과장은 "앞으로 장미뿐 아니라, 국화 등으로 세포 배양체 유도와 산업 소재화 연구를 확대해 우리 화훼산업의 영역을 확장해 가겠다"고 포부를 밝혔다. 

한편, 농촌진흥청의 이번 연구는 세포 배양 추출물을 식의약품·화장품 소재로 개발해 판매하는 ㈜바이오에프디엔씨와 공동으로 진행했으며, 연구 성과는 2023년에 국제 학술지 <플랜츠(Plants)>에 실려 학술적으로 인정받았다.