매일안전신문 - 농진청, 황기에서 ‘이소플라본’ 생합성 유전자 242종 발굴

▲ 농촌진흥청 로고 (사진=농촌진흥청)

[매일안전신문=김진섭 기자] 농촌진흥청이 최근 국내 주요 약용작물인 황기에서 항암·항염증과 관련된 물질 ‘이소플라본’의 생합성을 증진하는 유전자 242종을 발굴하는 데 성공했다

황기는 우리나라, 중국 등 동아시아 지역에서 널리 재배되는 약용작물이다. 만성피로 해소, 알레르기 증상 완화 등 생리활성을 증가시키는 약재로 널리 활용되고 있으며 최근 동물, 세포 실험으로 신경염증 완화와 면역질환 개선 등에도 효과가 있는 것으로 보고됐다.

이번 연구는 생명공학 분석 신기술을 적용해 황기 이소플라본 생합성에 직접 관여하는 새로운 유전자를 찾은 데 의의가 있다.

연구진은 황기의 참조전사체를 분석해 이소플라본 생합성과 관련된 유전자 242종을 발굴하고, 황기에서 이소플라본 생합성 효소를 생산하는 완전장 유전자를 확보했다.

완전장 유전자는 황기에서 이소플라본 생합성에 관여하는 효소들을 만드는 유전체 서열 전체를 포함하는 유전자다. 이를 이용해 이소플라본 생합성 관련 유전자를 식별하고 유전자들의 다양성과 변이를 발굴해 핵심유전자의 작동 여부를 분석할 수 있다.

기본 전사체 분석기술은 서열을 해독한 뒤 단일 조립기술을 사용해 분석조건에 따라 필수 유전자가 빠질 수 있다. 이에 연구진은 생명정보가 부족한 황기에 다중유전자 분석기술을 적용하고 최적의 분석조건을 설정해 빠진 유전자 없이 대사경로 관련 유전자 242종을 발굴한 것이다.

연구진은 이번 연구로 황기 이소플라본 생합성에 관여하는 핵심유전자와 생명정보 등 빅데이터를 확보해 디지털육종 기술을 활용한 고기능성 황기 신품종 개발의 기반 기술을 마련할 수 있었다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘Frontiers in Plant Science(IF=5.6)’에 게재됐으며, 농진청은 향후 핵심유전자 기능을 검증한 뒤 이소플라본 고함량 신품종 연구에 활용할 계획이다.

권수진 농진청 국립농업과학원 유전체과 과장은 “국내외에서 약용작물의 약리효과를 나타내는 기능 성분 함량을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 핵심 정보인 유전정보가 부족해 신품종 육성, 산업적 활용 등에 어려움이 많았다”라며 “이번 연구에서 얻은 빅데이터와 기반 기술로 약용작물의 디지털 육종 기술개발에 속도가 붙길 기대한다”라고 말했다. 

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