광합성 미생물 유전자 교정 효율 10배 이상 높여

(대전ㆍ충남=뉴스1) 양상인 기자 = 한국생명공학연구원은 김희식 박사 연구팀이 광합성 미생물의 유전자 교정 효율을 10배 이상 높일 수 있는 유전자가위 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

광합성 미생물(미세조류)은 이산화탄소를 빠르게 흡수하면서 동시에 다양한 유용 물질을 생산할 수 있어 탄소 저감 및 친환경 생물자원으로 주목받는다.

특히 기후변화 심화로 미세조류의 탄소 흡수력을 극대화할 수 있는 정밀한 유전자 교정 기술의 중요성이 더욱 커지고 있다.

다만 기존 유전자가위 기술(크리스퍼 Cas9)은 미세조류의 핵 내부에 접근이 어려워 유전자 교정 빈도가 낮다는 한계가 있다.

연구팀은 자연계에서 숙주 세포의 핵 내부로 유전 정보를 전달하는 토양 미생물 아그로박테리움에 주목했다. 아그로박테리움은 핵 내부로 유전자 전달 시 핵위치 신호(NLS)를 사용하는데 연구팀은 크리스퍼 Cas9 단백질에 이 NLS를 이식해 DN Cas9 유전자가위를 개발했다.

연구팀은 대표적 광합성 미생물인 클라미도모나스 레인하티에 기술을 적용한 결과, 유전자 교정 빈도가 기존 대비 10배 이상 증가하는 것을 확인했다. 또한 다른 광합성 미생물에도 동일한 효과를 확인해 기술의 범용성도 입증했다.

김 박사는 “이번 연구는 세계 최초로 유전자 전달의 자연 원리를 이용해 유전자가위 효율을 획기적으로 높인 성과”라며 “탄소 저감 기술의 핵심 플랫폼인 광합성 미생물의 상용화를 앞당기는 데 중요한 역할을 할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 국제학술지 '미국국립과학원회보' 온라인판에 게재됐다.

ysaint8609@news1.kr