항생제 대량 생산 길 열렸다

국내 연구팀, 방선균 유전자 발현과 조절 규명

▲방선균에 존재하는 항생제 생산과 관련된 유전자의 발현과 조절 등이 규명돼 관심을 모으고 있다.[사진제공=미래부]

[아시아경제 정종오 기자] 다양한 항생제를 대량생산 할 수 있는 가능성이 열렸다. 국내 연구팀이 방선균에 존재하는 항생제 생산과 관련된 유전자의 발현과 조절 등을 규명했다.

방선균은 전 세계 항생제의 약 70% 이상을 생산하는 미생물로 알려져 있다. 그동안 방선균 내에 존재하는 항생제 생산과 관련된 유전자 조절기작을 분자 수준에서 이해하려는 많은 노력이 있어 왔다. 유전자 발현, 조절과 관련된 정보가 규명되지 않아 항생제 생산성을 높이는데 걸림돌이 됐다.

연구팀은 유전자 발현 시작지점 염기서열분석과 리보솜 결합 알엔에이(RNA) 염기서열분석 데이터 등을 통합 분석함으로써 방선균의 유전자 조절기작을 규명하고 다양한 항생제의 대량생산을 위한 방선균 유전체 조작을 할 때 활용 가능한 대용량의 정보를 확보했다.

항생제 생산과 관련된 유전자가 엠알엔에이(mRNA)로부터 단백질이 합성되는 단계에서 번역 버퍼링현상에 의해 조절받는 것을 확인해 항생제 대량생산을 위한 단백질 합성속도의 조절기작을 규명했다.

이번 연구결과는 앞으로 합성생물학 기술을 이용해 번역 수준 조절을 받는 항생제 합성관련 유전자들을 변형시켜 항생제 생산성을 증대시킬 수 있는 가능성을 제시했다.

이번 연구는 '지능형바이오 시스템 설계 및 합성 연구단'(단장 김선창)의 조병관 교수(카이스트 생명과학과) 등이 수행했다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판 6월 2일자(논문명:The Dynamic Transcriptional and Translational Landscape of the Model Antibiotic Producer Streptomyces coelicolor A3(2))에 실렸다.

조병관 교수는 "방선균을 이용한 항생제 생산을 이해하기 위한 시스템적 분석의 지평을 열었다"며 "다양한 미생물에 적용 가능한 분석 전략을 제공해 앞으로 산업적 이용을 위한 합성생물학 기반 미생물 세포공장 구축에 기여할 것으로 기대된다"고 말했다.