미생물 유래 항생물질과 유전자 변형
도쿄대학의 오나카 히로 교수와 도야마현립대학 연구팀은 미생물을 통해서 생산하기 힘든 항생물질을 효율성 좋게 만들어내는 기술을 개발했다. 유전자를 변형(조작)하는 동시에 다른 미생물과 함께 배양함으로써 기능성이 뒤지는 유전자를 활성화 시켰다.
미생물을 이용해 유용물질을 생산하는데 도움이 될 것으로 보이며 유전자원의 유효 활용으로 이어질 수 있는 성과로 보고 실용화를 겨냥한다.
연구팀은 항생물질 생산에 널리 쓰이는 방선균을 중심으로 조사했다.
이 세균에는 결핵치료에 쓰이는 스트렙토마이신 외에도 여러 가지 항생물질을 만들어내는 유전자를 지녔지만 항 종양 효과가 있는 레베카마이신을 만들어내는 유전자를 잘라내어 유전자 변형이 쉬운 다른 종류의 방선균 속에 집어넣었다.
이 유전자 변형균과 결핵균의 종류인 미콜산함유 세균을 혼합해 섭씨 30도 환경에서 1주일간 배양했다. 레베카마이신의 양을 계측한 결과 유전자변형균만 배양했을 때보다 최대 23배나 늘었다.
다른 종류의 방선균이 만드는 고드스포린이나 스타우로스포린등 생산 효율이 낮은 항생물질에 대해서도 이와 비슷한 수법을 테스트한 결과, 모든 효율이 20배쯤 향상됐다.
세균 게놈(전 유전정보)해석이 발달돼 종전에 없었던 항생물질을 만들어 낼 것으로 추정되는 유용한 유전자들의 존재가 밝혀졌지만, 통상적인 배양법으로는 매우 소량밖에 생산되지 않는 경우가 흔하다. 따라서 유전자 변형세균과 미콜산 함유 세균을 함께 배양하면 다른 유용물질의 효율적 생산에 도움이 될 가능성이 있다고 연구팀은 보고했다.
항생물질은 세균과 곰팡이 등의 미생물이 생산하는 물질로 다른 미생물 세포에 작용해 그 증식을 막거나 없애는 역할을 하는 물질의 총칭.
과거에는 미생물을 이용해서 합성됐었지만 생산성이 낮기 때문에 대부분 화학합성이 주류였다.
흙속에 서식하는 곰팡이 비슷한 방선균은 게놈 해석 결과 1종류의 세균에서 30종류의 항생물질을 생산할 수 있는 능력을 갖춘 것으로 평가되고 있다.
그러나 실제로 배양 생산할 수 있는 항생물질은 현재 약 5종류 정도가 고작이다.