생명연, 미세조류 독성 억제 새 해법 제시 '세계 처음'

미세조류-박테리아 상호작용을 통한 독소 생성 기전 모식도.(KRIBB 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 미세조류 독성 억제를 위한 새로운 해법을 제시해 주목된다.

미세조류는 현미경으로 관찰이 가능한 단세포성 생물로서 담수 및 해양생태계에서 산소를 발생시키고 유기물을 생산하는 등 중요한 역할을 하지만 모든 미세조류가 환경에 이로운 것은 아니다.

한국생명공학연구원(KRIBB) 생물자원센터 이준 박사 연구팀은 미세조류와 박테리아의 상호작용을 이용해 유해 미세조류의 독소 생성 원리를 세계 최초로 규명하고, 이를 억제할 생물학적 제어 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

기존 독소 제어 방식은 화학약품을 사용하거나 기계적인 제거 방법을 주로 사용해 환경오염의 문제가 있었다.

이에 연구팀은 자연 생태계에서 빈번하게 발생하는 미세조류인 퍼시피컴과 박테리아 자나스키아 시스타우젠스 간의 상호작용을 심층적으로 분석했다.

이를 통해 시스타우젠스의 쿼럼 센싱(세균의 세포밀도 인식기전) 신호가 퍼시피컴의 독소 합성 유전자 발현을 초기 단계와 고도화 단계에 모두 걸쳐 촉진하는 것을 확인했다. 또 퍼시피컴은 자연에서 시스타우젠스와 영양분을 경쟁하며 독소의 합성경로와 에너지 대사를 조정했는데, 이는 박테리아와의 물리적인 접촉이 퍼시피컴의 독소 합성과 휴면포자 형성을 유도하는 핵심 요인임을 밝혀낸 것이다.

이는 박테리아와 미세조류 간 신호전달 기전이 단순히 스트레스 신호전달 이상의 역할을 한다는 사실과 함께 특정 환경 조건에서 미세조류의 독소 농도와 독성 조성을 변화시키는 분자적 원리를 전 세계 최초로 규명한 데 의미가 있다.

또 유해 미세조류가 스트레스 환경에서 독소 생산을 통해 생존 전략을 강화한다는 기존 가설을 검증해 낸 것이다.

연구팀은 퍼시피컴이 영양분의 공급 환경에 따라 스스로 대사 전략을 선택할 수 있음을 전 세계 최초로 규명했는데, 영양분이 충분한 환경에서는 고에너지를 소모하며 저독성의 패독을 합성하고, 영양분이 제한된 환경에서는 고에너지의 소모를 억제하며 고독성의 패독으로 합성을 전환한다는 사실을 확인했다.

KRIBB 생물자원센터 이준 박사

이준 박사는 "이번 연구로 미세조류와 박테리아 간 상호작용을 이용해 유해 조류의 독소 생성을 효과적이고 친환경적으로 억제할 수 있는 과학적 기반을 마련했다"며 "이 기술이 수산양식, 수질 관리 등 다양한 산업분야에서 생태계 보전과 지속 가능성 증대에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구 성과는 수생태 분야의 세계적인 저널 '물 연구(Water Research)' 온라인에 작년 12월 13일 게재됐다.

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