부산대 연구팀, 숙주(宿主)내 공생균 증식 기전 밝혔다

[아시아경제 노미란 기자]숙주(宿主) 체내에서 좋은 영향을 미치며 '공생'하는 공생균이 곤충의 장에서 적정밀도를 유지하는 비밀을 국내 연구진이 밝혀냈다. 향후 인체에 서식하는 1000여종에 이르는 공생균에 대한 이해는 물론 친환경적인 농작물 해충방제에도 기여할 것으로 기대된다.

공생균은 숙주가 얻지 못하는 영양분을 만들어 내거나 방어능력, 생식능력 조절, 숙주의 체력과 면역력을 높이는 등의 역할을 할 수도 있다. 장내 공생균의 밀도가 숙주의 여러 생물학적 기능에 영향을 미칠 수 있어 공생균의 증식을 조절하는 분자적 기전에 대한 연구가 진행돼왔다.

연구팀은 공생균이 곤충의 장에서 적정밀도를 유지하며 증식하는데 퓨린 생합성에 관여하는 유전자 퓨린 생합성에 필요한 효소인 purl이 필요함을 알아냈다. 퓨린 생합성이 제대로 이뤄지지 못해 증식하지 못하면 정상 공생균에 비해 장내 감염밀도가 현저히 떨어졌다. 특히, 숙주인 곤충의 성장에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 돌연변이 공생균을 가진 곤충은 장 발달이 늦고, 길이나 무게 등 성장속도도 느린 것으로 나타났다. 퓨린은 육각형 고리를 가지는 방향성 유기 화합물로 핵산의 단위체인 AMP 와 GMP 등이 DNA, RNA 합성과 에너지, 신호전달 물질로 쓰인다.

이번 연구에는 지난 2년간 연구팀이 구축한 톱다리 개미허리 노린재와 그 장에 서식하는 공생균 벅홀데리아의 공생모델 시스템이 이용됐다. 연구팀은 유전체 여기저기를 옮겨 다니며 유전자에 무작위로 끼어드는 전이인자(transposon)를 이용해 1800여개의 돌연변이 균을 만들고, 이 가운데 노린재와 공생관계를 이루지 못하는 균을 찾아냈다.

이 교수는“곤충의 장 공생인자가 인간의 장 공생균과 무관하지 않아 인체에 대한 연구에도 적용할 수 있을 것”이라며,“톱다리 개미허리 노린재는 농작물에 피해를 입히는 해충이기도 해 공생균을 이용한 환경친화적인 해충조절방법 개발에도 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

부산대 약대 이복률 교수팀이 수행한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌연구실사업(GRL)의 지원을 받아 일본 산업기술종합연구소(AIST) 후카츠 박사팀과의 국제 공동연구로 수행되었다. 이 연구결과는 네이처 자매지인 The ISME(International Society for Microbial Ecology) 온라인판 10월 3일자에 게재됐다.

노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr