‘천연 대사물질의 보고’로 알려진 지의류 곰팡이의 게놈이 완전히 해독됐다. 자연 생태계의 지의류를 남획하지 않고도 지의류 물질을 대량생산하기 위한 기반이 마련됐다는 평가다.
13일 환경부 소속 국립생물자원관은 순천대학교 한국지의류연구센터(허재선 교수팀)와 설악산에 자생하는 산호잔꽃지의 및 작고붉은열매지의, 방울주황단추지의 등 3종의 지의류로부터 순수분리한 지의류형성 곰팡이의 게놈을 완전 해독했다고 밝혔다.
환경오염의 지표로도 알려진 지의류는 곰팡이와 조류의 공생체로 극지방, 고산지대를 포함한 전세계에 분포하며 극한 환경에서도 잘 적응하여 자라는 독특한 생물체다. 예로부터 천연염료·식용·약용·화장품 재료 등으로 사용했고 특이한 대사물질을 만드는 것으로 알려졌다.
연구팀은 지의류에서 분리한 곰팡이를 단독 배양해 공생체에서 나오는 물질을 만들어 낼 수 있는 인공배양 조건을 찾아냈다.
특히, 곰팡이 게놈 해독에 특화된 생물정보 분석기술을 적용해 고품질의 게놈 지도로 재조립하고, 물질 생합성에 관련된 유전자를 찾아냈다.
이번 연구에 사용된 사슴지의속은 전 세계 어느 곳에서나 흔히 볼 수 있는 지의류로 독특한 항암, 항산화 및 항생물질을 만든다. 이러한 화합물들은 폴리케타이드 생합성 경로를 통해서 만들어지는 것으로 알려져 있다.
산호잔꽃지의에서 분리한 지의류 곰팡이는 탄소원에 따라 다른 색깔의 색소를 만들어 냈는데 특히 과당이 든 배지에서 붉은색 색소와 함께 항암 및 항균 작용이 있는 지의류 물질인 크리스타자린을 생산하는 것으로 나타났다.
산호잔꽃지의 게놈서열에는 폴리케타이드 생합성 유전자가 약 30여개 존재하는 것으로 나타나 그동안 하나씩 오랜 시간과 노력을 들여 찾아내던 지의류의 물질 생합성 관련 유전자를 단시간에 쉽게 확보할 수 있게 됐다.
국립생물자원관 오경희 유전자원센터장은 “이번 연구는 지금까지 생리활성 규명이나 물질 탐색 수준에 머물던 지의류 대사물질의 생합성 메커니즘을 유전체 수준에서 규명하는 기반을 확립했다”며 “앞으로 지의류 물질의 대량생산을 위한 시스템 확립과 조류와의 공생에 관련된 유전자, 극한 환경에 적응하기 위한 유전자 등 다양한 유전자를 탐색함으로써 지의류가 생물다양성 증진에 미치는 역할을 유전체 차원에서 규명할 예정“이라고 말했다.
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