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자생세균에서 빛에 민감한 유전자 발견, 광바이오 센서 등 상용화 기대

- 플라보박테리움속 세균에서 빛에 의해 활성화되는 단백질 유전자 확인

환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 국내 최초로 ‘플라보박테리움’속의 세균으로부터 빛을 매개로 활발히 활동하는 세균 광활성 단백질{프로테오로돕신(proteorhodopsin):세균 광활성 단백질(프로테오로돕신: 세균의 세포막에 존재하는 단백질로 빛을 매개로 하여 생체에너지(ATP) 합성에 관여. }유전자를 발견했다고 밝혔다.

국립생물자원관과 제주대학교 박수제 교수 연구진은 미생물 속 유용 유전자를 찾기 위해 2020년부터 국립생물자원관이 보유한 플라보박테리움속의 자생세균 20종과 이미 알려진 같은 속 167종의 유전체의 염기서열을 비교 분석했다.

연구 결과 자생세균(플라보박테리움 체니애(Flavobactgerium cheniae) N2820)이 세균 광활성 단백질 유전자를 보유하고 있고, 이 유전자는 빛을 공급했을 때 세포가 단백질을 통해 생산하는 대사 산물이 약 20% 증가하는 반응이 확인됐다.

2022년 일본에서는 빛을 매개로 활성화되는 미생물 단백질의 성질을 이용한 암세포 사멸 연구가 진행중이며, 이번에 발견한 세균 광활성 단백질 ‘프로테오로돕신’도 이와 유사하게 빛을 에너지로 전환해 세포 활성 조절 등을 위한 센서로의 활용이 기대된다.

이번 연구 결과는 8월 중 국제학술지 ‘마이크로바이올로지 스펙트럼(Microbiology spectrum)’에 게재될 예정이며, 오는 9월 특허출원과 함께 후속 연구도 계획 중이다.

서민환 국립생물자원관장은 “자생 생물자원으로부터 유용한 유전자원을 발굴하기 위해 노력할 것이며, 향후 국내 유전자원의 다양한 활용을 위한 연구도 병행하여 추진할 계획이다”라고 밝혔다.

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