[뉴스에듀=최현석 기자] 연세대학교 화학과 방두희 교수 연구팀은 이번 주 저명학술지인 Nature Methods 온라인 판에 미생물 게놈의 초고속 엔지니어링을 위한 기반 기술의 개발과 이를 응용한 바이오 케미컬 생산 연구에 관한 논문을 게재했다. Nature Methods는 세계 최고 과학전문지 ‘네이처’의 자매지로 네이처 출판그룹(NPG)에서 발행하는 바이오테크놀로지 분야 최고 권위의 학술지(IF=20.7)이다.

▲ 연세대학교 화학과 방두희 교수

본 연구는 21세기에 고갈되고 있는 원유를 대체하는 바이오 케미컬, 또는 바이오 연료 생산을 위한 맞춤형 미생물 균주 제작을 빠른 속도로 구현할 수 있는 원천 기술이라는 점에서 관련 생명 산업 전반에 커다란 파급 효과를 가져올 것으로 기대된다. 기존에는 특정 게놈 위치의 유전자를 조작하기 위해서 수 개월의 시간이 소요되었기 때문에, 바이오 케미컬 생산을 위한 맞춤형 균주 제작에 오랜시간을 필요로 하는 한계가 있었다.

이러한 기존 연구의 한계를 극복하기 위해, 연세대 화학과 방두희 교수 연구팀은 미국 하버드 의과대학의 죠지 처치 (George Church) 연구진과의 공동 연구를 통해, 게놈 상에서 조작하고자 하는 여러 유전자 위치들을 동시 다발적으로 변형시키고 변형된 게놈을 빠르게 선별하는 다중 위치 게놈 엔지니어링 기술을 개발하였다. 또한, 연구진은초고속 게놈 엔지니어링 기술을 이용하여 대장균의 특정 대사경로에 위치하는 12개 유전자 조작을 단 4일 만에 수행함으로써, 산업적으로 중요한 염료인 인디고(indigo)와 항 백혈병 인자인 인디루빈(indirubin) 생산을 증진시키는 데 성공하였다. 이러한 맞춤형 균주 생산을 위한 게놈 엔지니어링 기술은 관련 생명 산업에 적용될 기반 기술로 평가된다.

본 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 주관하는 ‘글로벌 프론티어 연구개발사업’의 ‘지능형 바이오 시스템 설계 및 합성 연구단’과 농촌진흥청 주관 ‘차세대 바이오그린 21사업’의 ‘시스템 합성 농생명 공학 사업단’의 지원으로 수행되었으며 연세대 화학과의 김황범 박사과정 학생이 하버드 의과대학의 해리스 왕 (Harris Wang)과 함께 제 1 저자로 연구를 수행하였다.