[한국기술뉴스] 경상국립대학교 생명과학부 김선원 교수 연구팀은 항생제를 사용하지 않고 형질전환 생물체를 선별할 수 있는 마커 조성물을 개발했다. 개발된 기술은 경상국립대학교 산학협력단을 통해 2021년 08월 09일 특허를 출원(출원번호 제1020210104906호)했다. 특허 명칭은 '형질전환 생물체 선별용 마커 조성물, 형질전환 생물체 및 형질전환 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

이소프렌은 천연고무의 주요 구성성분인 동시에 합성고무 생산을 위한 기반화학물질입니다. 일반적으로 타이어, 의료용품, 접착제 등을 만드는데 사용됩니다. 현재 이소프렌은 석유의 정제 과정을 통해 얻어집니다. 최근 석유 가격의 등락으로 인해 이소프렌의 가격이 꾸준히 상승하고 있습니다. 한편, 이러한 유용 물질을 얻기 위해 미생물을 이용한 유전자 재조합 기술이 주목받고 있습니다.

일례로 미생물의 플라스미드에 이소프렌 단백질을 넣고 대장균 세포에 삽입하여 목적 단백질을 생산할 수 있습니다. 대장균에 플라스미드를 넣는 과정에서 완성도가 높은 대장균을 선별하기 위한 작업이 필요합니다. 선별 방법으로는 앰피실린과 테트라사이클린과 같은 항생제 처리 방법이 주로 사용되고 있습니다. 배양한 대장균을 항생제에 처리하였을 때 완성도가 높은 대장균의 경우 항생제 내성 유전자가 삽입되어 있어 죽지 않고 살아 있는 원리를 이용하는 것입니다.

그러나 이 방식은 최종 산물에 항생제가 잔류하여 항생제 저항성 돌연변이 생물체가 발생할 수 있다는 문제점이 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해서는 항생제 분리 정제 공정이 필요하며, 생산 시간과 비용이 늘어난다는 문제점이 있습니다.

경상국립대학교 김선원 교수 연구팀은 항생제를 사용하지 않고 형질전환 생물체를 선별할 수 있는 마커 조성물을 발명했습니다.

연구팀은 MVA 경로의 효소를 코딩하는 유전자와 MEP 경로의 효소를 코딩하는 유전자를 이용해 형질전환 생물체를 선별할 수 있는 마커 조성물을 발명했습니다. 본 조성물을 플라스미드에 결합하면 항생제 저항성 마커를 사용하지 않고도 형질전환 생물체를 선별할 수 있습니다.

연구팀이 실험을 통해 확인한 결과 항생제를 선별 마커로 지닌 대조군보다 본 발명의 조성물을 사용하여 배양한 무항생제 플라스미드가 목적 산물을 높은 수율로 생산할 수 있는 것을 확인했습니다. 또한 장시간 배양을 하는 경우에도 형질전환 생물체의 소실이 적은 것을 확인했습니다.

본 기술을 활용하면 항생제 저항성 유전자 사용에 기인하는 많은 문제를 원천적으로 방지할 수 있어 유전자 재조합 기술의 안전성을 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.