언론보도

생명과학과 김현희 교수팀, 서울대 식물생산과학부와 인삼의 유전체해독 공동연구

2012.08.22 조회수 2,737 홍보팀
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인삼의 유전체해독, 한국 단독 완성의 꿈을 이루다
국제공동 유전체염기서열해독 경험을 바탕으로 인삼의 생명신비를 밝히다

한국은 인삼의 종주국으로서 인삼에 대한 식물학적 연구나 유전체 연구 등이 전무한 상황으로, 인삼을 연구 재료로 키우고 유지하기까지 4년이라는 긴 시간이 소요 되는 등 많은 제약으로 인해 제대로 된 연구가 이루어지지 않고 있었다. 그러나 이번 바이오그린21 차세대유전체사업단의 ‘인삼유전체해독 프로젝트’를 통해 인삼의 유전체 정보를 국내에서 단독으로 밝혀 인삼 종주국으로서의 위신을 세울 수 있게 되어, 이번 연구에 열과 성을 다하고 있는 서울대학교 식물생산과학부 양태진 교수를 만나 보았다.

땅콩 꽃이 종자를 맺는 과정을 본 후 식물연구에 몰입

서울대 식물생산과학부 양태진 교수는 초등학교시절 지리산 함양 시골에서 자라 자연과 식물에 가깝게 지내 땅콩을 접한 후 그 맛에 반해 직접 재배하기 시작, “땅속에서 자라야 할 땅콩이 줄기에 달린 꽃이 땅속으로 이동하여 종자를 맺은 것에 호기심을 느껴, 연구자가 되어야 겠다 는 꿈을 꾸게 되었다. 말하며 이런 식물들의 특성을 알아가는 것 뿐 아니라 식물이 가지고 있는 유전체 정보를 다 밝히고 이용하는 연구를 하게 되어 연구가 힘들기도 하지만 항상 행복하다.”라고 하는 양태진교수는 농촌진흥청 재직시절 2000년~2003년까지 휴직을 하고 미국 아리조나 유전체 연구소에서 국제 벼유전체 해독 연구를 수행하고 한국에 돌아와 선진기술과 경험을 바탕으로 농촌진흥청이 주도한 배추 제놈 프로젝트를 앞장서 수행했다. 이는 한국 주도로 수행하여 배추 유전체해독에 대한 기술력을 확보하는 기반이 되었다.

인삼의 유전체해독 한국 단독 완성의 꿈

2006년 이후 서울대학교 교수로 부임하면서 인삼의 유전체해독을 위해 모험을 시작한 양 교수는 “전 세계적으로 유명한 고려인삼의 대부분 연구는 인삼의 새로운 효능을 밝히며 약리적인 가치를 인정받고 상품화 하는 것에 주력하여, 우수한 인삼 품종을 개발하고 생산하는데 필요한 유전체 연구나 이를 기반으로 하는 우수품종개발은 미비한 상태였다”고 말하며 이러한 상황에서 시작한 연구는 많은 어려움을 동반하였으나 국제공동연구의 일원으로 참가했던 벼, 배추유전체염기서열 해독 경험을 바탕으로 인삼의 유전체해독을 한국이 단독으로 완성해 인삼 종주국의 위신을 세우고자 하였다고 했다.

우수한 품종을 개발하기 위해서는 50여 년의 시간이 소요되는데 이는 실제로 한 연구자가 새로운 시도를 통해 우수품종을 육성하기 위한 노력의 결실을 볼 수 없다는 것과 똑같다. 그러나 선행연구에 따른 완성된 벼의 유전체해독 정보는 병해충에 강하며, 열악한 환경에도 잘 자라 더욱 맛있는 명품 벼 품종을 개발하는 시기를 비약적으로 단축시켜 매우 유용하게 사용되고 있기 때문에 유전체정보를 완성시키고 이 정보가 효율적으로 활용된다면, 전 세계를 석권할 만한 우수한 명품 인삼의 품종개발이 가능할 것이라고 말했다. 덧붙여 병에 강한 품종을 개발하여 농약을 줄이고 환경에 강한 품종으로 생산성을 높이며, 약이 되는 진세노이드 성분이 강화된 품종을 만들어 약용가치를 향상시킬 수 있을 것이라고 전했다.

신비한 유전체구조를 가진 신비의 식물 ‘인삼’

“당시의 기술로는 인삼과 같은 유전체의 크기가 크고 기반이 없는 연구에 대한 것은 감히 상상도 할 수 없었으나, 최근 유전체해독기술이 급진전함으로써 10년 전 제1세대 염기서열 분석 장비로 생산할 수 있는 해독 량이 현재 2세대, 3세대 염기서열 분석 장비를 동원, 10년 전에 비해 1/100 수준 이하의 분석비용으로 100배 많은 정보를 생산할 수 있게 되었다”라고 말하는 양태진 교수는 “2011년부터 농촌진흥청의 차세대바이오그린21 사업 중 차세대유전체사업단(박범석 단장)의 지원을 받아 연구를 수행하고 있고, 이미 인삼유전체 크기의 150배에 달하는 정보를 생산해 다양한 생물정보 분석으로 인삼이 가지는 고유의 유전자 7만개 이상을 확보했다”고 설명했다. 그 밖에도 다양한 인삼의 품종과 야생 산삼, 인삼과 근연종인 오가피, 음나무 등 다양한 약용식물에 대한 분석도 수행하고 있다고 한다.

“식물들의 특성을 알아가는 것뿐 아니라 식물이 가지고 있는 유전체 정보를 다 밝히고 이용하는 연구를 하게 되어 연구가 힘들기도 하지만 나는 항상 행복하다”라고 말하는 양 교수는 아직까지 미비한 부분이 있으나 현재까지 생산한 정보를 제공하여 공동연구의 문을 개방중이라고 한다. “인삼유전체에 대한 기초연구가 없고 유전체의 크기도 커서 분석이 어렵지만 한국의 대표 작물인 인삼의 유전체 완전해독을 통해 앞으로 농업유전체 분야의 새로운 지평을 확대하고, 기타 유용한 식물자원의 우수한 모범 사례를 창출할 것이다”고 주장하는 양교수는 또한 인삼의 유전, 육종, 생명공학 기술을 진일보하여 인삼의 국제경쟁력으로 확보해 유전체, 단백질체, 대사체 정보의 통합 분석 해독을 통한 식물대사 관련 종합 시스템 연구 체계를 확립할 것이다. 그러나 인삼이 신비의 영약으로 알려진 만큼 어떠한 생물체보다도 복잡하고 풀기 어려운 구조를 띄고 있어 인삼 유전체해독을 완성하기까지 복잡하고 고단한 과정이 남아있다고 한다. “향후 2년 내에 인삼과 같이 기반 연구가 없고 복잡한 유전체 구조를 가진 식물의 유전체 해독을 밝히는 전 세계 모범사례를 만들겠다는 꿈을 가진 18명의 대학원생과 박사가 불철주야 노력을 하고 있으며, 서울대 약학대학의 박정일, 권성원 교수팀과 삼육대학교의 김현희 교수팀, 그리고 한국인 삼공사의 인준교 박사팀과 공동연구로 추진하고 있다”라고 전하는 양 교수는 현재의 예산으로는 완성도 높은 유전체해독 해야 한다. 이에 최근 들어 중국이나 일본, 캐나다에서 인삼을 대량 재배함에 따라 인삼종주국으로서의 위치가 흔들리고 있어 국내 토양에서 자체적인 독자 기술로 개발된 이러한 자체적인 연구에 정부, 관계기관 등의 많은 관심과 투자가 이루어져 한국의 특화 작물로 종주국의 위상을 세우고 국내외에 인삼제품이 국가 경쟁력을 높을 수 있도록 적극적인 검토와 지원을 통한 국제경쟁력의 제고에 힘을 다하여 나가야 할 것이다.

/시사매거진 김덕주 부국장