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엄마의 미생물이 태아 뇌 발달에 영향 준다

우리 몸에는 수많은 미생물이 살고 있으며, 이들은 다양한 생물학적 과정을 돕는 중요한 역할을 한다. 최근 발표된 연구에 따르면, 이런 미생물은 태어나기 전부터 뇌 발달에도 영향을 미친다는 사실이 확인됐다. 사이언스다이렉트·사이언스얼럿 등 외신에 따르면, 미국 조지아주립대 연구팀은 미생물이 전혀 없는 환경에서 태어난 '무균(newborn germ-free)' 생쥐를 대상으로 실험을 진행했다. 일부 생쥐는 곧바로 정상적인 장내 미생물을 가진 어미에게 맡겨져 빠르게 미생물이 전달되도록 했다. 이를 통해 연구팀은 미생물이 뇌 발달에 영향을 미치는 시점을 보다 정밀하게 파악할 수 있었다. 연구진이 주목한 부위는 시상하부의 '시상하부실질핵(PVN)'으로, 스트레스 반응과 사회적 행동을 조절하는 중요한 뇌 영역이다. 이전 연구에서도 성체 쥐의 PVN은 미생물 활동에 영향을 받는 것으로 알려져 있었다. 행동신경과학자인 알렉산드라 카스티요 루이즈는 “출산 과정에서 아기는 산도를 지나며 미생물에 처음 노출된다”며 “이 시기는 뇌 발달에도 중요한 변화가 일어나는 시기여서, 미생물의 유입이 뇌에 어떤 영향을 주는지 더 깊이 연구하고 싶었다”고 설명했다. 연구 결과, 무균 상태에서 태어난 생쥐는 PVN 내 신경세포 수가 뚜렷하게 적었다. 출생 후 미생물이 투입되더라도 이미 줄어든 신경세포는 회복되지 않았다. 이는 뇌 발달에 중요한 변화가 자궁 안에서 이미 일어나고 있음을 보여준다. 또 성체가 된 무균 생쥐 역시 PVN에서 신경세포가 부족한 상태였다. 이는 엄마의 장내 미생물이 자궁 속에서부터 새끼의 뇌 구조를 형성하는 데 관여한다는 점을 시사한다. 연구팀은 “미생물을 배척할 대상이 아니라 초기 발달을 함께 만들어가는 파트너로 인식해야 한다”며 “뇌는 태어나기 전부터 미생물의 도움을 받아 형성된다”고 강조했다. 이번 결과는 아직 쥐 실험에 한정된 것이지만, 인간과 쥐의 생물학적 유사성을 고려할 때 사람 역시 태어나기 전 어머니의 미생물에 의해 뇌 발달이 영향을 받을 가능성이 있다는 설명이다. 이 연구는 출산 과정에서의 제왕절개 수술이나 항생제 사용이 미생물 활동을 방해할 수 있으며, 이로 인해 신생아의 스트레스 반응이나 사회적 행동 발달에 영향을 줄 수 있다는 점에서 중요한 의미를 갖는다. 연구진은 “우리 연구는 미생물이 사회적 행동과 생리 기능을 담당하는 핵심 뇌 영역을 형성하는 데 중요한 역할을 한다는 사실을 보여준다”며 “특히 이런 효과는 임신 중 모체의 미생물 신호를 통해 자궁 안에서부터 시작된다”고 밝혔다. 이번 연구는 학술지 호르몬스 앤 비해이버(Hormones and behavior)에 게재됐다.

2025.09.21 08:30백봉삼

극한 조건서 생존하며 산소 내뿜는 슈퍼 생물 있다

화성과같은 극한의 우주 환경 속에서도 살아남고, 인간이 숨 쉴 수 있게 해주는 산소까지 내뿜는 미생물이 확인됐다. 이탈리아 로마 토르베르가타대학 연구진은 국제 학술지 '악타 아스트로노티카(Acta Astronautica)에 발표한 연구 사전 인쇄본을 통해 이런 사실을 공개했다고 USA투데이, 사이언스얼랏 등 외신들이 보도했다. 다니엘라 빌리가 이끄는 연구진은 남세균(藍細菌) '크루코키디옵시스(Chroococcidiopsis)'를 국제우주정거장(ISS)의 외부 환경에 노출시키고, 다양한 조건으로 생존 가능성을 실험했다. 크루코키디옵시스 주로 사막에서 서식하며 아시아나 북미, 심지어 남극에서도 발견된다. 강인한 생명력 덕분에 이미 여러 차례 연구 대상이 됐고, 다른 다른 행성이나 우주에서 생존 가능성을 확인하는 실험에 활용되어 왔다. ISS 실험 통해 극한 환경 생존력 검증 연구진은 ISS 외부에 '생물학 및 화성 실험(BIOMEX)', '바이오필름 유기체 우주항해 실험(BOSS)', '우주환경 유기물 노출 실험(EXPOSE)' 모듈을 설치해 약 1년 6개월 동안 실험을 진행했다. BIOMEX는 개별 세포, BOSS는 바이오필름에 초점을 맞췄다. 두 실험에서 모두 자외선이 가장 큰 피해 요인임을 확인했으나 얇은 암석이나 표토층 혹은 바이오필름의 최상층 세포층이 희생해 보호막 역할을 하면 내부 세포가 보호받을 수 있다는 사실이 드러났다. 더 놀라운 점은 물이 제거된 채 실험에 투입된 남세균이 실험 후 지구로 돌아온 뒤 수분을 공급받자 다시 살아났다는 것이다. 연구진들은 또한 이 세균의 DNA 복구 메커니즘이 손상된 DNA를 회복시킨다는 점도 밝혀냈다. 특히 지구에 남아 있던 대조군과 비교했을 때 돌연변이 발생률이 전혀 증가하지 않았다는 점도 주목을 받았다. 즉, 보호 장비 없이 1년 6개월 동안 직접 우주 방사선에 노출되어도 이후 정상적으로 회복이 가능했던 것이다. 방사선·극저온에서도 생존…산소까지 생산 지구에서도 여러 실험이 진행됐다. 한 실험에서는 인간에게 치명적인 약 2천400배에 달하는 24kGy의 감마선을 쬐었음에도 불구하고 살아남았다. 또 다른 실험에서는 훨씬 더 높은 수준의 감마선을 노출해 사멸했으나 카로티노이드와 같은 생체지표는 여전히 검출돼 화성과 같은 행성에서 멸종 생명체의 흔적을 찾는 단서가 될 수 있음을 보여줬다. 영하 80도까지 내려가는 극저온 실험에서도 '유리화(vitrify)' 과정을 통해 휴면 상태에 들어갔다가, 조건이 나아지자 다시 깨어나는 모습이 확인됐다. 연구진은 이 남세균이 단순히 광합성과 토양 만으로도 산소를 생산할 수 있다는 점도 확인했다. 더 나아가 대부분의 지구 생명체에게 치명적인 화성 토양의 고농도 과염소산염의 환경에서도 생존할 수 있다는 것이 입증됐다. 앞으로 연구진은 미세중력이 크루코키디옵시스의 DNA 복구 과정에 어떤 영향을 미치는지 등 다양한 실험을 이어나갈 계획이다. 외신들은 “이 놀라운 생존 능력을 고려하면, 크루코키디옵시스는 현재 천체생물학 연구의 최전선에 서 있다”며, 극한 환경 속 생명 가능성을 밝히는 핵심 열쇠가 될 수 있다고 평가했다.

2025.09.13 10:05이정현

2000년 전 남극 빙하 속 미생물, 적혈구 파괴…"위험도는 글쎄"

2000년 전 남극 빙하 속에서 잠들어 있던 미생물을 극지연구소 연구진이 대거 발견했다. 일부에서 적혈구를 파괴하는 용혈 현상이 나타나는 등 인체에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 극지연구소는 남극 빙하에서 발견한 미생물을 공개하면서, 이들 중 일부에서 인체 감염 가능성이 확인됐다고 26일 밝혔다. 빙하는 과거 기후를 기록한 '얼음 연대기'이자, 눈이나 에어로졸(떠다니는 먼지나 세균)과 함께 유입된 미생물을 장기간 가둬두는 거대한 '자연 저장고'이다. 북극 영구 동토층에서는 과거 병원균이 되살아난 사례가 보고된 바 있지만, 남극 빙하 미생물과 그 위험성에 대한 연구는 많지 않다. 극지연구소 김옥선 박사 연구팀은 남극장보고과학기지 인근 스틱스(Styx) 빙하에서 채취한 빙하코어를 분석, 서기 520~1980년에 형성된 빙하 층에서 총 27종 656개 균주의 미생물을 배양·확보했다. 대부분은 남극을 포함해 자연에서 흔히 발견되는 세균이었지만, 9종 55개 균주는 '잠재적 병원성 세균 후보'로 분류됐다. 김민경 박사는 ”미생물 중 일부는 결핵균처럼 인체 세포에 달라붙고 면역 반응을 회피하는 유전자를 갖고 있었다"며 "일부에서 물고기나 생쥐 등 실험동물에 치명적인 영향을 준 세포 용해 유전자와 유사한 서열이 발견됐다”고 설명했다. 또 일부 미생물은 인간의 체온인 37℃ 조건에서 적혈구를 파괴하는 경미한 '용혈 반응'도 관찰됐다. 이는 면역력이 저하된 사람에게 잠재적 위험이 될 수 있음을 시사한다. 스틱스 빙하코어는 장보고기지가 설립되던 2014년 극지연구소가 남극에서 처음으로 자체 확보한 총길이 210m의 시료다. 약 2천 년 전 환경을 연구할 수 있다. 빙하코어는 빙하를 원통형으로 시추해 채취한 것으로, 각 층에 형성 당시의 기후와 생물 정보가 보존돼 있다. 김옥선 박사는 "향후 미국 등과 빙저호 연구와 빙하 및 대기의 상관관계, 미생물이 어떻게 얼음 속으로 들어가는지 등을 연구를 지속 진행할 것"이라고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 '환경 연구' 7월호에 개재됐다.

2025.08.27 11:55박희범

남극 빙하 밑 미생물, 산소 농도 따라 에너지원 활용…특이 생존법 '눈길'

한미 연구진이 서남극 빙하아래 메르세르 빙저호에서 수천 년 간 외부와 단절된 채 진화한 미생물을 처음 발견하고 대사 체계를 분석해 관심이다. 19일 극지연구소에 따르면 김옥선 박사 연구팀은 미국 몬태나 주립대학교 존 프리스쿠(John Priscu)교수, 플로리다 대학교 브렌트 크리스트너(Brent Christner) 교수 등으로 구성된 공동 연구팀과 서남극 1,087m 두께의 빙하 아래에 있는 메르세르 빙저호를 탐사, 이 같은 성과를 확보했다. 빙저호는 남극과 북극의 두꺼운 빙하 아래 존재하는 호수다. 고립된 환경에서 장기간 독특한 진화를 겪기 때문에 과학적 가치가 높다. 그러나 막대한 탐사 비용과 기술적 난이도 탓에 온전한 시료 확보 사례는 극히 드물다. 탐사는 미국팀 주도로 2018-19년 이뤄졌다. 분석은 김옥선 박사 연구팀이 주도했다. 청정 열수시추(hot-water drilling) 기술을 이용해 오염 없이 빙저호 시료를 확보한 것은 2013년 윌란스 빙저호 이후 인류 역사상 두 번째이다. 메르세르 빙저호에서 확보한 1,374개의 단일세포 유전체 분석 결과, 해양· 지표 미생물과 유전적으로 고립된 새로운 종이 발견됐다. 이들은 산소 농도에 따라 다양한 에너지원을 활용하는 방식으로 살아 남은 것으로 파악됐다. 극지연구소 황규인 박사는 “대사적 유연성이 암흑·저영양·고압의 환경에서 미생물들이 수천 년간 생존할 수 있었던 핵심 요인”이라고 설명했다. 황 박사는 "앞서 시료를 확보했던 윌란스 빙저호에서 예상외로 다양한 미생물이 발견된 이후, 메르세르 빙저호에서 찾은 시료는 한 단계 더 진전된 것"이라며 "단일세포 유전체 분석은 한국팀 제안으로 시작됐으며, 빙저호 연구를 한층 끌어올린 성과"로 평가했다. 이번 성과는 남극의 초극한 환경에서 생명체가 어떻게 적응, 진화하는지 규명했을 뿐 아니라, 얼음 아래 바다가 존재하는 유로파(Europa), 엔셀라두스(Enceladus) 등 외계 천체의 생명 가능성 연구에도 기초 자료로 활용될 것으로 기대됐다. 이번 연구는 극지연구소와 미국 과학재단 SALSA(Subglacial Antarctic Lake Scientific Access) 프로젝트 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤티케이션즈(8월)에 게재됐다. 신형철 극지연구소 소장은 “우리 연구팀의 아이디어와 미국의 탐사 기술이 만나 거둔 성과”라며, “남극에는 아직도 인간이 접근하지 못한 600여 개의 빙저호가 존재한다. 국제 협력을 강화해 미지의 극지 생태계를 개척하는 데 선도적 역할을 해나갈 것"이라고 말했다.

2025.08.19 07:46박희범

AI로 찾아낸 장내 미생물... 자폐증 치료 길 열다

국내 연구진과 스타트업이 자폐증을 치료할 수 있는 방법을 장내 미생물에서 찾았다. 자폐 스펙트럼 장애(ASD)는 통상 유전적 요인으로 발병한다고 알려져 있으나, 최근엔 장내 미생물과 면역 반응이 뇌 기능과 행동에 영향을 준다는 '장-뇌 축' 이론이 주목받고 있다. POSTECH(포항공과대학교)은 생명과학과·융합대학원 임신혁, 김태경 교수, 생명과학과 박철훈 박사 연구팀이 ASD 발병에 관여하는 장내 미생물과 면역 반응 메커니즘을 최초로 규명했다고 18일 밝혔다. 이번 연구의 출발점은 ASD 환자가 일반인과 다른 장내 미생물 구성을 가진 경우가 많다는 것. 특히 환자의 약 90%는 위장관 질환을 함께 겪고 있다는 점이다. 연구팀은 이에 세계 최초로 무균 상태에서 자란 유전자 변형 ASD 동물(쥐) 모델을 제작했다. 임신혁 생명과학과·융합대학원 교수는 "실험 데이터 분석 결과, 장내 미생물이 전혀 없는 상태에서는 ASD 특유 행동 이상이 나타나지 않았다"며 "이를 통해 장내 미생물이 자폐증 증상 발현에 필수적이라는 사실을 확인했다"고 말했다. 연구팀은 또 장내 미생물이 뇌 속 면역세포 염증 반응을 촉진하고, 특정 염증성 T세포가 자폐증에 중요한 역할을 하는 것도 밝혀냈다. 임 교수는 "이 염증성 면역 경로를 차단하자 신경 염증이 줄고 행동 이상이 완화됐다"며 "장-면역-뇌를 잇는 새로운 메커니즘을 찾은 것"이라고 설명했다. 정밀 분석 결과도 공개했다. 장내 미생물이 신경전달물질인 '글루타메이트(glutamate)'와 '가바(GABA)'의 균형을 변화시켜 뇌 기능에 영향을 미친다는 것. 임 교수는 "이 균형은 뇌의 흥분과 억제 신호 조화에 필수적"이라며 "균형이 깨지면 행동 및 인지 기능 이상이 나타난다"고 부연 설명했다. 연구팀은 프로바이오틱스 후보 유전체를 분석해 대사산물 생성 및 흡수 능력을 예측하는 AI 기반 대사산물 예측 모델을 개발, 글루타메이트를 흡수하고 가바를 생성하는 프로바이오틱스 균주인 락토바실러스 루테리 균(L. reuteri IMB015)을 발굴했다. 연구팀은 'IMB015' 투여 결과, 대사 균형이 회복되고 신경 염증이 감소했으며 ASD 관련 행동 이상이 예방되는 효과를 확인했다. 임신혁 교수는 “자폐증을 단순한 유전 질환이 아니라, 장내 미생물 조절을 통해 관리할 수 있는 면역-신경계 질환으로 바라보게 하는 전환점을 마련했다”라며 이번 연구의 의미를 전했다. 임 교수는 또 "상용화도 눈에 보이지만, 현재는 펀딩 받는 문제와 시간이 당면 현안"이라며 "ASD에 영향을 미치는 미생물 군집에 대해 연세대학교와 중국 연구팀 등과 추가 연구를 진행 중"이라고 덧붙였다. 연구는 POSTECH 연구진과 임신혁 교수가 대표로 있는 ㈜이뮤노바이옴 간 긴밀한 산학협력을 통해 이뤄졌다. (주)이뮤노바이옴은 난치성 질환이나 자가면역 질환 치료를 위해 박테리아 등 생균 기반 치료제를 개발 중이다. 연구팀은 향후 임상 독성시험과 임상 연구를 통해 자폐증 증상 개선을 위한 프로바이오틱스 및 생균제 치료제 개발 연구를 이어갈 계획이다. 한편, 연구는 ㈜이뮤노바이옴, 한국연구재단 중견연구(유형2)사업 및 기초과학연구소의 지원으로 수행됐다.

2025.08.18 18:44박희범

유전자변형 없는 미생물로 저당 감미료 '알룰로스' 생산 기반 마련

환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 용석원)은 최근 유전자변형 없이 과당을 저당 감미료인 알룰로스로 전환할 수 있는 미생물 균주 발굴에 성공했다고 7일 밝혔다. 알룰로스는 설탕과 유사한 단맛을 지니면서도 칼로리가 거의 없고 혈당을 올리지 않는 저당 감미료로, 항산화·항비만 효과도 있는 것으로 보고되고 있다. 최근 세계 대체당 시장이 연평균 5.7% 이상 급성장하면서 알룰로스는 식품업계의 주요 전략 소재로 주목받고 있다. 낙동강생물자원관 관계자는 “대부분의 미생물은 자연 상태에서는 알룰로스를 효율적으로 생산하지 못하기 때문에 식품 산업에서는 알룰로스 생산 능력을 향상시킨 유전자변형(GMO) 균주를 활용한 생산 기술이 많이 사용되고 있다”며 “최근엔 'GMO 완전표시제' 도입 논의가 본격화하면서 국내 식품업계의 비유전자변형(Non-GMO) 균주 수요가 크게 증가하고 있다”고 설명했다. 낙동강생물자원관은 보유하고 있는 미생물 자원을 활용해 알룰로스 생산 능력을 가진 균주 5종을 선별하고, 이들로부터 유래한 알룰로스 합성 효소 정제와 기능 분석을 진행했다. 연구결과를 바탕으로 마이크로박테리움 아라비노갈락타놀리티쿰 종 미생물 특허가 8월 중에 출원되고, 추가로 마이크로박테리움 파라옥시단스 종 미생물 특허 역시 9월 초 추가로 출원될 예정이다. 연구진은 이들 균주에서 유래한 효소가 기존에 알려진 효소에 비해 섭씨 70도 이상 고온에서도 활성률이 높고, 알룰로스 전환율 또한 우수함을 확인했다. 낙동강생물자원관은 이번 연구가 유전자변형 없는 천연 미생물을 활용해 소비자 신뢰도가 높은 알룰로스 생산 기술 개발 기반을 마련한 것으로, 향후 식품·바이오 산업에서 국내 대체당 소재 세계 시장 경쟁력 강화에 기여할 것으로 기대했다. 김의진 국립낙동강생물자원관 생물자원연구실장은 “소비자 우려를 최소화하면서도 고기능성 감미료를 생산할 수 있다는 점에서 관련 산업에 미치는 파급력이 클 것”이라며, “앞으로 생산 공정 최적화 등 관련 연구를 통해 미생물 기반 대체당 원료의 자체 기술 확보와 산업화에 더욱 노력할 계획”이라고 밝혔다.

2025.08.07 16:08주문정

실내 공기 속 '곰팡이', WHO 허용치 이하에서도 폐 손상 확인....국내엔 기준도 없어

실내 공기속 곰팡이가 세계보건기구(WHO) 허용치 이하에서도 폐를 손상시킨다는 연구결과가 나왔다. 그럼에도 국내에는 곰팡이 허용 기준이 없다. 국가독성과학연구소(소장 허정두)는 호흡기안전연구센터 송미경 박사팀이 실내 공기 중 부유하는 세균이나 곰팡이와 같은 미생물이 호흡기계에 미치는 영향을 평가, 인체 위해성을 정량적으로 분석·연구한 결과를 18일 발표했다. 이 결과에 따르면 사람이 노출돼도 건강에 영향을 받지 않을 것으로 예상되는 기준값인 독성참고치(RfD) 산출 결과 곰팡이는 무게 kg당 2.2개 정도(2.2CFU/kg), 세균은 kg당 1.6x10⁴ CFU(균형성단위)로 나타났다. 송미경 박사는 "이 연구결과는 곰팡이의 경우 WHO 허용 기준치인 500 CFU 이하에서도 폐 손상이 일어난다는 것을 의미한다"며 "향후 폐질환 기저질환자나 노약자 등 민감군을 고려한 미생물 흡입 RfD를 재정비하고, 실내공기 미생물 기준의 정책화 연계를 위해 위해성 평가를 확대해 나갈 것"이라고 말했다. 연구는 고려대학교 의과대학 알레르기면역연구소 윤원석 연구팀과 함께 수행됐다. 이들은 실내 공공시설에서 수집한 공기 중의 미생물 가운데 우점종 곰팡이 2종과 세균 2종을 분리·동정한 뒤 열처리 등을 거쳐 물질이 폐에 미치는 영향을 평가했다. 송미경 박사는 "일부 미생물에 노출된 실험동물에서는 폐 내 염증세포 수가 증가하고, 염증 유발 물질인 사이토카인의 분비가 활발해졌다"며 "폐 조직에는 다양한 염증세포와 알레르기 반응에 관여하는 호산구가 침윤하는 양상과 점액 분비 세포의 과도한 증식 등이 나타났다"고 덧붙였다. 연구결과는 환경 분야 국제 학술지인 '해저도스 머티리얼즈 저널'(Journal of Hazardous Materials)에 게재됐다.

2025.07.18 10:36박희범

눈 건강기능식품 원료 '루테인', 포도당서 대량 생산 성공

눈 건강기능식품 원료로 널리 알려진 '루테인'을 대량으로 생산할 수 있는 길이 열렸다. 기술 사업화도 추진 중이다. KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 루테인을 포도당에서 대량 생산하는 미생물 균주 개발에 성공했다고 13일 밝혔다. 루테인은 황반변성 및 백내장과 같은 눈 질환 예방에 효과적인 성분으로 알려졌다. 금잔화(메리골드)에서 추출한다. 그러나 이 식물은 재배기간이 통상 200일이나 걸리는데다, 추출 과정까지 노동력도 많이 투입된다. 설령 미생물 대사공학을 이용해 루테인을 생산하더라도 부산물이 많이 발생한다. 루테인 합성 대사특정 경로에서 '병목 단계'도 존재해 대량 축적에는 한계가 있다. 그러나 KAIST 연구팀이 이 같은 문제를 모두 해결했다. 우선 대사 경로에서의 병목현상 해소를 위해 전자 채널링 전략을 적용했다. 전자 채널링은 생체 내 또는 인공 생합성 시스템에서 특정 효소 반응을 보다 빠르고 효율적으로 일어나게 하기 위해, 전자가 효율적으로 이동하도록 경로를 제어하는 기술이다. 또 루테인을 만드는데 필요한 효소들을 최적화된 단백질 구조(스캐폴드) 시스템에 가깝게 배열했다. 이를 통해 효소 주변 재료(기질)와 전자 농도를 높여 루테인 합성 대사 흐름을 원활하게 했다. 또한 연구팀은 설탕처럼 흔한 포도당에서 루테인을 고효율로 생산할 수 있는 미생물 플랫폼을 구축했다. 이상엽 교수는 "바이오매스 주 원료인 포도당으로부터 친환경적인 바이오 기반 루테인 생산 가능성을 제시하는 중요한 성과"라고 자평했다. 연구팀은 초기 연구 대장균을 숙주로 활용해 루테인 대량 생산을 시도했으나, 이에는 그람음성 세균인 내독소(LPS)로 인해 식품 및 의약품 원료로 적합하지 않다는 판단에 따라 이를 포기했다. 이어 찾은 방안이 미식품의약청(FDA)에 안전원료로 등재된 'GRAS' 균주인 코리네박테리움 글루타미쿰이다. 코리네박테리움은 내독소가 없다. 인체에 안전한 균주로 인정받아 식품 및 의약품 산업에서 활용 중이다. 또 고밀도 배양이 가능하고, 산업적 발효 공정에 최적화된 미생물로 대량 생산에 적합한 특성을 갖는다. 연구팀은 코리네박테리움으로 54시간 만에 1.78 g/L의 루테인을 생산하는 데 성공했다. 이는 시간당 32.88 mg/L의 생산성을 나타냈다. 이상엽 교수는 "기존 식물이나 미세조류에서 루테인을 추출하는 기존 방식보다 훨씬 빠르고 효율적인 생산방법"이라고 부연 설명했다. 논문 공동제1저자인 은현민 연구생(박사과정)은 “미생물 기반 루테인 생산의 병목을 해소하고 산업적으로 경쟁력 있는 친환경 공정을 확립한 사례”라며, “향후 루테인을 포함한 다양한 천연물 생산 기술의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 이상엽 교수는 이 기술로 (주)실리코바이오(이상엽 특훈교수 교원창업기업)를 설립했다. 조만간 기술사업화에 나선다. 연구 결과는 은현민 연구생 외에도 신디 프리시리아 수르야 프라보우( Cindy Pricilia Surya Prabowo)가 공동 제1저자로 등록돼 국제 학술지 네이처 신시시스(7월 1일자)에 게재됐다.

2025.07.13 12:01박희범

장내 특정 미생물 투입했더니…뇌종양 면역치료에 효과

KAIST 연구진이 뇌종양 면역치료 효과를 높일 수 있는 새로운 치료 전략을 제시했다. 생명과학과 이흥규 교수 연구팀은 장내 미생물과 이로부터 나오는 대사산물을 활용해 교모세포종(악성 뇌종양의 일종) 면역치료 효율을 크게 높이는 방법을 찾아 과학적으로 규명했다고 1일 밝혔다. 연구팀은 교모세포종이 진행되면서 장내에서 아미노산인 '트립토판(tryptophan)' 농도가 급격히 줄어들고, 이로 인해 장내 미생물 생태계가 변화한다는 점에 주목했다. 연구팀은 줄어든 트립토판을 보충하는 방법으로 미생물 다양성을 회복시킨결과, 특정 유익한 균주가 면역세포 중 하나인 'CD8' T세포를 활성화하고 종양 조직으로 다시 유도하는 역할을 한다는 사실을 과학적으로 밝혀냈다. 이 과정에서 장내에 존재하는 유익한 공생균인 '던카니엘라 두보시(Duncaniella dubosii)'가 T세포의 몸속 재분포하도록 지원, 면역항암제(anti-PD-1)와 함께 사용할 때 생존율이 유의미하게 향상됐다는 것이 연구팀 설명이다. 김현철 박사는 "장내 미생물이 전혀 없는 무균 생쥐에게 위 공생균을 단독으로 투입해도 교모세포종에 대한 생존율이 높아졌다"며 "이는 이 균주가 트립토판을 활용해 장내 환경을 조절하고, 그 과정에서 생성되는 대사산물이 CD8 T세포의 암세포 공격 능력을 강화하기 때문"이라고 부연 설명했다. 이흥규 교수는 “이번 연구는 면역관문억제제가 효과를 보이지 않았던 난치성 뇌종양에서도, 장내 미생물을 활용한 병용 전략을 통해 치료 반응을 유의하게 높일 수 있음을 보여준 의미 있는 성과”라고 설명했다. 연구는 김현철 당시 박사(현, KAIST 생명과학연구소 박사후연구원)가 제1 저자로 참여했다. 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지'셀 리포츠(Cell Reports)'6월 26일자에 온라인으로 게재됐다.

2025.07.01 08:15박희범

호남권생물자원관, 미생물 유전정보 산업화 박차

환경부 산하 국립호남권생물자원관(관장 박진영)은 동신대학교 마이크로바이옴웰에이징사업단, 남해안권발효식품산업지원센터(순천시), 목포수산식품지원센터와 함께 미생물 유전정보(마이크로바이옴) 분야 공동연구와 지역 바이오산업 활성화를 위한 업무협약을 체결했다고 26일 밝혔다. 4개 기관의 협약 내용은 ▲관련 생물자원의 지속가능한 이용을 위한 공동연구 발굴 ▲미생물 유전정보 연구산업 전문요원 양성과정 개발 및 협업 운영체계 마련 ▲연구 산업군 육성을 위한 상호 협력 ▲전남 바이오산업의 적극적 상호 발전을 위한 교류·협력 등이 포함됐다. 4개 기관은 협약에 따라 전남 지역 미생물 유전정보 기술개발, 바이오소재 산업화, 전문 인력 양성 등을 위한 협력체계를 구축하고 각 기관이 보유한 자원과 기술을 바탕으로 공동연구 및 산업 지원 노하우를 공유해 나갈 계획이다. 오병건 국립호남권생물자원관 도서생물연구본부장은 “이번 협약은 유용 생물자원을 기반으로 한 공동연구의 시발점이 될 것”이라며 “지역산업과 연계한 실질적인 사업을 적극 발굴해 전남 바이오산업의 경쟁력 강화에 기여하겠다”고 밝혔다.

2025.06.26 11:18주문정

짠 음식이 뇌종양 악화 '핵심'요인…KAIST, 세계 첫 규명

짠 음식이 뇌종양을 악화시킨다는 사실이 입증됐다. KAIST는 생명과학과 이흥규 교수 연구팀이 고염식이 장내 미생물 증식을 늘려 대사물질인 '프로피오네이트(propionate)'를 장내에 과도하게 축적시켜 뇌종양을 악화한다는 사실을 규명했다고 1일 밝혔다. 연구팀은 실험용 마우스에게 4주간 짠 사료를 섭취시킨 뒤 종양세포를 주입하자 일반식이 그룹에 비해 생존율이 크게 낮아지고 종양 크기가 증가하는 것을 확인했다. 항생제로 장내 미생물을 제거하거나, 무균 마우스에 분변(고염사료 섭취한 사람의 대변에 해당되는 마우스 분변 샘플) 미생물을 이식하는 실험에서도 유사한 뇌종양 악화 반응이 관찰됐다. 연구팀은 "장내 미생물 변화가 뇌종양 악화 핵심 요인임을 보여주는 증거"라고 말했다. 연구팀은 장내 미생물 중 박테로이드 불가투스(Bacteroides vulgatus)라는 균이 고염식 섭취량에 따라 증가하고, 이 균이 프로피오네이트(propionate)라는 효소(Pccb) 발현을 높인다는 사실을 발견했다. 연구팀은 "장내에서 프로피오네이트 농도가 비정상적으로 상승했다"며 "이 물질은 뇌종양 세포에서 산소가 충분한데도 마치 부족한 것처럼 '저산소유도인자-1알파(HIF-1α)'를 활성화시켰다"고 설명했다. 연구팀은 "저산소유도인자가 다시 '형질전환성장인자-베타(TGF-β)'를 증가시켜 제1형 콜라겐(COL1A1)을 과하게 만들고, 종양 세포가 더 쉽게 퍼지고 악성도를 높였다"고 부연설명했다. 이흥규 교수는 “짠 음식 섭취가 장내 미생물 생태계를 변화시키고, 그 결과 생성된 대사산물이 뇌종양을 악화시킬 수 있음을 세계 최초로 분자 수준에서 규명한 것”이라고 말했다. 공동 제1 저자로는 KAIST 김채원 박사(현. 미국 하버드 의과대학 부속 보스턴 어린이병원 박사후연구원)와 김현진 박사(KAIST 생명과학연구소 박사후연구원)가 참여했다. 연구결과는 생의학 국제 학술지 '저널 어브 익스페리멘탈 메디슨(Journal of Experimental Medicine)'에 최근 게재됐다.

2025.06.01 12:00박희범

중금속·유기 오염물질 동시 정화하는 신종 미생물 발견

환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 유호)은 폐수에 존재하는 중금속과 유기 오염물질을 동시에 정화할 수 있는 디클로로모나스 속 신종 미생물을 발견했다고 27일 밝혔다. 연구진은 2019년부터 최근까지 폐수처리 시설(평택 통복 하수처리장) 환경과 유사한 조건에서 미생물을 배양해 환경 정화 기능을 가진 미생물을 우선적으로 증식·선별, 그 과정에서 이번 신종 미생물을 발견했다고 전했다. 발견된 디클로로모나스 속 균주(TW-R-39-2)는 오염물질에 포함된 카드뮴·납 등 다양한 중금속을 흡착·제거하며, 폐수 속 염화페놀 등 염소화 화합물도 80% 이상 줄였다. 낙동강생물자원관 관계자는 “기존 화학적 처리법은 비용이 높고 2차 오염 위험이 있어 한계가 있지만, 미생물을 활용한 생물학적 정화 기술은 지속 가능하며 환경 부담을 줄일 수 있는 대안으로 주목된다”고 설명했다. 연구진은 연구 결과를 이달 초 특허로 출원하고 실증화 연구를 통해 산업적 적용 가능성을 검증할 계획이다. 특허명은 중금속 내성 및 흡착능과 염소화 화합물 분해 활성을 가지는 신규 디클로로모나스 속 TW-R-39-2 균주 및 이를 이용한 환경 정화 방법(출원번호 10-2025-0028458)이다. 김의진 낙동강생물자원관 생물자원연구실장은 “이번에 발견한 신종 미생물은 중금속과 유기 화합물이 혼재된 복합오염 환경에서도 우수한 정화 효과를 보인다”며 “산업 폐수 정화, 토양 및 지하수 복원 등 다양한 환경 문제 해결에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

2025.03.27 12:00주문정

KAIST, 석유 대신 고분자 미생물로 플라스틱 제조 성공

석유나 석탄 등 화석연료에 뽑아내던 플라스틱을 고분자 미생물로 대체할 수 있는 친환경 기술이 개발됐다. KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 시스템 대사공학을 이용해 미생물 균주에서 여러 가지 신규 유형의 친환경 바이오 플라스틱인 폴리에스터 아마이드(PEA)를 생산하는데 성공했다고 20일 밝혔다. 이 연구에서 성과물의 물성 분석은 한국화학연구원이 진행했다. 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 미생물 대사회로를 자체 설계하는 방법으로 총 9종의 플랫폼 미생물 균주를 개발했다. 이 플랫폼 균주를 이용하면, 바이오매스(폐목재나 잡초 등) 주원료인 포도당을 원료로 하는 PEA를 친환경적으로 생산할 수 있다. 연구팀은 또 유가 배양식 발효 공정을 이용해 '고효율'로(54.57 g/L) 생산할 수 있다. 향후 산업화도 가능할 것으로 내다본 이유다.안다희 연구생(박사과정)은 "PEA로 플라스틱 생산은 세계적으로 처음이라 마땅히 비교 대상이 없어 고효율이라고 얘기는 것이 애매한 면도 있다"며 "그러나 상용화 초석은 놓은 셈으로 봐도 된다"고 말했다. 물성 분석을 진행한 한국화학연구원(정해민, 신지훈 연구원) 측은 "기존의 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 유사한 성질을 갖고 있는 것으로 나타났다"며 "친환경적이면서도 기존 플라스틱을 대체할 수 있을 만큼 강도와 내구성이 뛰어나다"고 설명했다. 이상엽 특훈교수는 "향후 여러가지 고분자를 생산하는 대사회로 시스템 구축에 유용할 것"으로 예상했다. 이 특훈교수는 “석유화학 산업 기반에 의존하지 않고도 플라스틱을 생산하는 기술을 세계 최초로 확보한 것"이라며 "앞으로 생산량과 생산성을 더 개선하는 연구를 진행할 계획"이라고 말했다. 연구 결과는 국제 학술지 `네이쳐 케미컬 바이올로지(Nature Chemical Biology)'(3월 17일자)에 온라인 게재됐다.

2025.03.20 14:11박희범

담수 미세조류에서 육계 장 건강 개선 효능 확인

환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 유호)은 담수에서 분리한 미세조류가 육계의 장 건강을 개선해 사료첨가제 역할을 할 수 있다고 8일 밝혔다. 현재 사료첨가제 시장은 항생제 사용 감소와 친환경 축산의 영향으로 연평균 4.43% 성장해 2032년엔 전 세계적으로 75조원 규모에 이를 것으로 예상된다. 특히 영양적 우수성과 장내 환경 개선·면역 증진 효과를 지닌 미세조류는 유망한 사료첨가제로 주목받고 있다. 국립낙동강생물자원관 연구진은 2019년부터 김명후 부산대학교 교수, 공창수 경북대학교 교수와 공동으로 '유용미생물을 이용한 사료첨가제 개발' 연구 일환으로 담수 미세조류의 사료첨가제 효능 연구를 지속해서 수행해왔다. 연구진은 파라클로렐라 속 케이에스엔(KSN)-1 균주가 육계 맹장 내 클로스트리디움 유익균 및 면역글로불린 A(IgA) 항체를 증가시킴과 동시에 소장 조직 내 면역세포를 증가시켜 면역력을 높이는 효능이 있음을 확인했다. 이번 미세조류의 육계 장 건강 개선 효능에 대한 연구결과 논문을 국제학술지 '가금 과학'에 지난해 12월 게재해 사료첨가용 유용미생물 기능성에 대한 학술적 가치도 인정받았다. 연구진은 이번 연구에 이어 기능성 유산균과 미세조류 조합을 활용한 육계 사료첨가 효능 실증 연구를 2026년까지 마무리할 계획이다. 류시현 국립낙동강생물자원관 생물자원연구실장은 “이번 연구는 담수 미세조류 자원이 육계용 사료첨가제로서 효능이 있다는 것을 확인했다는 의의가 있다”며 “미세조류 등 유용 미생물자원을 활용한 생명산업 소재 개발을 위해 지속해서 노력할 계획”이라고 밝혔다.

2025.01.08 22:23주문정

'제로갭' 깜짝 아이디어로 고성능 바이오 전지셀 제작 성공

한국에너지기술연구원(이하 '에너지연')은 좌은진 박사 연구팀이 폐기물 속 미생물로 수소를 생산하는 바이오 전해전지의 핵심 부품을 개선해 공정 대형화에 성공했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 기존 바이오 전해전지 전력 손실을 해결하기 위해 전지의 기본 단위인 셀을 독자적인 방식으로 개선, 수소 생산 공정에 적용했다. 새로 개발된 셀이 적용된 공정은 기존 바이오 전해전지를 이용한 수소 생산 공정에 비해 1.2배 높은 수소 생산성과 1.8배 이상 높은 전자 생산성을 나타냈다. 연구팀은 새로운 구조의 제로갭(Zero-gap) 기술을 적용했다. 제로갭은 전지를 구성하는 전극과 분리막의 간격을 최소화해 전기 저항을 줄이고 반응 효율을 극대화한다. 이 제로갭은 뚜껑이 닫히면서 발생하는 압력이 전극 뒷면을 균일하게 밀어내 전극과 분리막을 완전히 밀착시킬 수 있다. 대형에도 동일하게 적용 가능하다. 연구책임자인 좌은진 박사는 “국내 유기성 폐자원 처리의 환경적, 경제적 문제를 해결할 뿐만 아니라, 청정 에너지원인 수소를 고효율로 생산할 수 있는 중요한 진전”이라며, "개발된 고성능 바이오 전해전지 셀이 상용화되면 탄소중립과 수소 사회로의 전환에 크게 이바지할 것"으로 내다봤다. 연구는 한국연구재단의 미래수소원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 '사이언스 오브 더 토탈 엔바이러먼트' 12월호에 게재돼다.

2024.12.12 14:15박희범

낙동강생물자원관, 축산악취 물질 분해하는 미생물 발견…특허출원

환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 유호)은 축산악취를 효과적으로 저감할 수 있는 신규 담수 미생물을 발견해 특허를 출원, 축산 농가 등 현장에 적용할 계획이라고 11일 밝혔다. 낙동강생물자원관은 2022년부터 수행 중인 '담수미생물을 활용한 축산악취 저감 소재 개발' 연구에서 축산폐수로부터 분리된 담수미생물이 축산환경에서 발생되는 악취 성분을 줄이는 효과를 확인했다. 낙동강생물자원관 연구진이 발견한 브레비박테리움 미생물은 인위적으로 조성한 축산악취를 89% 저감하는 효과를 보였다. 특히 축산악취 원인물질로 알려진 스타이렌을 28% 줄이는 것을 확인했다. 낙동강생물자원관은 이 미생물이 앞으로 악취개선 소재로 활용 가능성이 높다고 보고 대량으로 배양할 수 있는 최적의 조건 등을 특허 출원했다. 연구진은 내년부터 축산 농가를 대상으로 현장 적용을 위한 사전 연구를 실시하고, 관련 기업과 협력해 악취방지시설에 이 미생물의 활용을 확대할 계획이다. 강태훈 낙동강생물자원관 이용기술개발실장은 “이번 담수 미생물을 이용한 악취저감 소재개발은 악취 문제 해결에 중요한 의미를 갖고 있다”며 “이 미생물이 실효성 있는 악취 저감 소재로 자리 잡을 수 있도록 관련 후속 연구를 지속하겠다”고 밝혔다.

2024.12.11 21:59주문정

염전 미생물에서 피부보호·신경세포 흥분 억제 유전자 발견

환경부 소속 국립생물자원관은 최근 인천 염전에서 채취한 시료의 미생물 유전체를 분석해 전량 수입에 의존하고 있는 피부 보호 붉은색 유기 색소 생산 유전자와 신경세포 흥분 억제 관련 유전자를 발견했다고 11일 밝혔다. 국립생물자원관과 인천대학교 서명지 교수 연구진은 올해 추진한 '자생생물의 환경 적응 및 진화 유전자 연구 사업' 과정에서 호염성 고균 유전체를 분석해 박테리오루베린을 생산하는 11종의 고균을 확인했다. 붉은색 유기 색소인 박테리오루베린은 자외선과 외부 환경으로부터 호염성 고균을 보호하는 강한 항산화 효과를 가지고 있는 것으로 알려져 면역강화·노화방지·피부 건강 유지와 같은 다양한 분야에서 기능성 소재로 활용할 수 있다. 연구에서 확인된 11종 중에서 5종의 호염성 고균은 빛을 이용해 신경세포의 활성을 제어할 수 있는 유전자도 보유한 것으로 확인됐다. 이 유전자는 광유전학적 도구로 활용 가능한 단백질인 할로로돕신 생산에 관여한다. 해외에서는 박테리오루베린 추출물을 원료로 하는 고급 항노화 피부관리 제품 등이 시판 중이다. 할로로돕신이 쥐의 흥분을 장시간 억제하는 것을 확인해 신경세포 안정에 적용하기 위한 연구도 진행되고 있다. 국립생물자원관은 이번에 발견한 11종의 호염성 고균을 내년 상반기 국제학술지에 투고하고 기능성 소재로 상용화된 해외 미생물을 대체하기 위한 후속 연구를 진행할 예정이다. 서민환 국립생물자원관장은 “자생 미생물을 발굴해 유전체로부터 유용한 자원을 확보하고 이를 활용하기 위한 연구도 지속해서 추진할 계획”이라고 밝혔다.

2024.12.11 18:29주문정

류구 소행성 샘플에 지구 미생물 '가득'…이유는? [우주로 간다]

일본 우주탐사선 하야부사2가 소행성 '류구'에서 채취해 지구로 가져온 샘플에 지구 미생물이 넘쳐나고 있다는 연구 결과가 발표됐다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 27일(현지시간) 보도했다. 일본 우주항공연구개발기구(JAXA)는 2019년 7월 지구에서 약 3억4000만㎞ 떨어진 소행성 '류구'에 하야부사2 탐사선을 보내 샘플을 채취한 다음 지구로 가져왔다. 영국 런던 임레리얼칼리지 매튜 겡게(Matthew Genge)가 이끄는 연구진은 류구 소행성 샘플에서 지구 미생물을 발견했다. 해당 연구 결과는 국제학술지 '운석&행성과학'(Meteoritics & Planetary Science)에 실렸다. 매튜 겡게는 "미생물들은 바위에 나타나 시간이 지나며 퍼져나갔고 마침내 죽어버렸다"며, "미생물 수의 변화는 이들이 살아있는 미생물이라는 사실을 확인했다. 미생물들은 분석 직전에 표본에 서식하기 시작했고, 그 기원이 지구에서 유래됐다는 것을 시사한다"고 설명했다. 연구진은 또 해당 유기 물질이 필라멘트 미생물이라고 분류했다. 겡게는 "DNA 연구 없이 정확한 유형을 식별하는 것은 불가능하다”며, "하지만 그들은 바실러스(Bacillus)와 같은 박테리아일 가능성이 가장 높다. 이유는 이들은 특히 토양과 바위에서 매우 흔한 필라멘트 미생물이기 때문"이라고 말했다. 이번 연구 결과는 지구 미생물이 외계 물질에서도 대량 서식할 수 있다는 것을 보여줬다고 해당 매체는 전했다. 그렇다면 이번 발견이 소행성 류구에도 지구 미생물과 같은 유기 생명체가 존재하는 사실을 시사하는 것은 아닐까? 이에 대해 연구진은 소행성 샘플에서 지구 미생물과 유사한 물질이 존재했을 가능성은 적다고 주장했다. 연구진은 "샘플 준비 전 나노-X선 컴퓨터 단층촬영을 했는데, 미생물은 보이지 않았다"며, "개체군의 변화는 바위가 대기에 노출된 후에야 나타났고, 지구로 돌아온 지 1년이 넘은 후에야 나타났을 것으로 예상된다"고 말했다. 연구진들은 소행성 샘플은 지구 대기에 노출시킨 지 일주일 만에 11개의 미생물이 표면에 존재했고 일주일 후, 지구 미생물의 개체 수는 147마리로 증가했다고 밝혔다. "바위 안에서 지구 미생물을 발견한 것은 매우 놀라운 일이었다."며, "우리는 보통 운석 표본을 연마하는데, 미생물이 나타나는 경우는 드물다. 하지만 미생물 포자 하나만 있어도 대량 서식할 수 있다."고 밝혔다. 이번 연구 결과는 류구 소행성에 생명체 존재 가능성을 알려주지 않지만, 지구 미생물의 강인함과 지구에서 발사된 우주선과 탐사 로버가 타 행성에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준다. 연구진은 "지구 미생물이 외계 물질에서 쉽게 대사하고 생존할 수 있음을 보여준다”며, "우리의 연구 결과는 우주 탐사가 우주 환경을 오염시킬 수 있음을 시사한다. 또한 지구 미생물이 빠른 대량 서식에 능숙하다는 것도 보여준다"고 말했다. 런던 임페리얼 칼리지 연구진은 향후 더 많은 소행성 샘플을 조사하기를 기대하고 있다. "팀은 류구와 베누의 샘플을 계속 연구하고 있다. 다음에는 지구의 박테리아가 이 물질을 서식하지 않기를 바란다"고 밝혔다.

2024.11.28 09:41이정현

폐배터리 리튬·니켈 등 핵심광물 추출하는 미생물 발견

환경부 소속 국립생물자원관은 전기자동차 등에 사용된 폐배터리 핵심광물을 친환경적인 방법으로 환원할 수 있는 미생물 3종을 지난해 경상북도 한 폐광산에서 발견하고 이들 미생물의 금속자원 추출·분리 가능성을 최근 확인했다고 14일 밝혔다. 국립생물자원관은 전북대 안준모·황국화 교수 연구진, 군산대 이효정 교수 연구진과 함께 리튬이온배터리 양극 재료로 사용되는 양극활물질을 미생물이 활성화된 용액에서 24시간 동안 침출한 결과, 핵심광물인 리튬·니켈·망간·코발트가 95% 이상 분리되는 것을 확인했다. 연구에 사용된 미생물 3종은 애시디싸이오바실러스(Acidithiobacillus) 속에 속하는 2종과 페로액시디바실러스(Ferroacidibacillus) 속에 속하는 1종이다. 국립생물자원관은 이번 연구 결과를 '바이오침출'과 관련한 특허로 이달 안에 출원하고 실증화를 위한 후속 연구를 수행할 예정이다. 바이오침출이란 독성이 있는 무기산 대신 미생물을 이용해 금속자원 유용성분을 추출하는 생물학적인 기술로 공정상 위험성이 낮고 환경오염을 저감할 수 있는 환경친화적인 방법이다. 서민환 국립생물자원관장은 “앞으로도 우리나라의 다양한 생물자원을 발굴해 저탄소·녹색산업 육성에 기여할 수 있도록 생물자원 소재화 연구를 이어 나가겠다”고 밝혔다.

2024.10.14 13:09주문정

야쿠르트 맛의 비밀은…hy 프로바이오틱스 클래스 가보니

“전국 전통시장을 돌아다니며 김치, 젓갈, 장, 전통주 등 제품에 활용할 수 있는 균을 모집했다.” 김주연 hy 중앙연구소 신소재개발팀장은 지난 26일 서울 중구 앰버서더 아카데미에서 열린 'hy 프로바이오틱스 클래스'에서 이같이 말했다. 프로바이오틱스는 인체에 이로운 역할을 하는 미생물을 총칭하며 유산균은 그보다 더 좁은 의미로 탄수화물 당성분을 이용해 유산균을 생산하는 미생물의 총칭이다. 식품의약품안전처 기준으로는 1g 당 1억CFU 이상의 유산균을 함유해야 한다. CFU(Colony Forming Unit)는 균을 세는 단위다. 김 팀장은 “hy는 여러 균을 보유하고 있는데 약 5천점이 넘는다”며 “상용화되지 않은 균을 찾기 위해 전통시장을 돌면서 샘플을 수집했고 어느날은 배가 고파서 국밥집을 들어갔다가 김치가 맛있어서 사장님께 직접 담그신 것인지를 확인하고 수집해 왔다”고 말했다. hy는 대상 모사시스템 연구도 진행하고 있다. 인체 대장환경의 생화학적·미생물학적 특성을 모사해 분변의 장내 미생물 배양 연구를 실시하는 것이다. 사람을 대상으로는 불가능한 실시간 분변 마이크로바이옴의 변화 과정을 추적할 수 있다. '장-뇌 모사칩 연구'도 시작했다. 장과 뇌 구조를 모사한 것으로 프로바이오틱스가 정신건강에 어떤 영향을 주는지를 연구하고 있다. 김 팀장은 “식품회사보다는 바이오 회사에 가까운 기술을 갖고 연구를 진행하고 있다”며 “건강에 실제로 도움이 되는 지를 증명하기 위해서는 다른 가공식품을 만드는 것보다 굉장히 오랜 시간이 걸리고 많은 인력과 비용이 투입된다”고 강조했다. hy는 장을 넘어 신체 전체를 이롭게 하는 프로바이오틱스를 개발하는 것을 목표로 하고 있다. 현재까지 ▲신경계(기억력, 긴장완후, 수면, 인지기능, 피로) ▲감각계(눈, 구강, 피부) ▲심혈관계(중성지방, 콜레스테롤, 혈압, 혈행) ▲소화·대사계(위, 간, 장, 체지방, 칼슘흡수) 등에 대한 프로바이오틱스 개발을 완료했다. 향후 ▲생식계(남성생식, 여성생식) ▲비뇨계(신장 및 요로) ▲신체 방어 및 면역계(과민면역, 면역, 항산화) ▲내분비계(혈당, 호르몬) ▲근육계(관절, 뼈, 근육) 등에 효과가 있는 프로바이오틱스 균주 개발도 실시한다는 계획이다. 김 팀장은 “새로운 천연 물질 발굴 및 연구도 함께 진행 중이다”며 “발효 홍삼 등 한약재로 쓰이는 것들에 대한 인체 시험도 진행하고 있다”고 덧붙였다. 아울러 “세계 수준의 K-프로바이오틱스를 만드는 것이 연구소의 목표”라며 “프로바이오틱스라는 단어 자체는 유럽에서 생긴 단어지만 한국에서 개발된 프로바이오틱스가 세계에서도 인정받는 것을 바란다”고 전했다.

2024.09.29 07:00김민아

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