농촌진흥청이 최첨단 생명과학 기술인 합성생물학을 활용해 혈관 강화제 ‘디오스민’과 항산화 소재 ‘크리소에리올’을 담뱃잎에서 생산하는 데 성공했습니다. 이는 기존 화학 합성 방식의 한계를 극복하고, 친환경적이며 지속 가능한 바이오 생산 기술의 가능성을 보여준 연구입니다.
왜 이 연구가 중요한가?
현재 글로벌 바이오 산업은 빠르게 성장하고 있으며, 합성생물학은 미래 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 합성생물학은 DNA를 조립해 원하는 기능을 가진 생명체를 설계하는 기술로, 의약품 및 기능성 소재 개발에 널리 활용될 전망입니다.
- 글로벌 합성생물학 시장: 2021년 101억 달러 → 2031년 717억 달러(약 7배 성장)
- 국내 시장: 2021년 1.2억 달러 → 2031년 17억 달러(약 14.6배 성장)
- 기존 화학 합성 방식은 환경오염 및 높은 생산 비용 문제를 야기함
- 친환경적이고 지속 가능한 식물 기반 생산 기술이 필요
디오스민 (혈관 강화제)
기존에는 감귤류에서 추출한 헤스페리딘을 반합성하여 생산하던 디오스민을, 담뱃잎에서 직접 생산하는 기술을 개발했습니다.
- 생체중량 1g당 38㎍의 디오스민 생산 성공
- 치질, 하지정맥류 등 혈관 질환 치료제로 활용
- 전량 수입에 의존하던 디오스민을 국내 생산 가능
크리소에리올 (항산화 소재)
강력한 항산화, 항염, 항암 효과를 가진 크리소에리올을 담뱃잎에서 생산하는 데 성공했습니다.
- 건조중량 1g당 70㎍ 생산
- 기존 대사 경로에서 8개 유전자 필요했지만, 5개 유전자로 간소화하여 효율성 향상
- 건강기능식품, 화장품, 의약품 원료로 활용 가능
연구진과 기술 개발 과정
이번 연구는 농촌진흥청 국립농업과학원 생물소재공학과 연구진이 주도했습니다.
- 책임 연구자: 이시철 과장 (063-238-4601)
- 연구팀: 이샛별 연구사 등
- 기술 핵심: 유전자 조합을 최적화하여 담뱃잎에서 대량 생산 가능하게 함
- 아그로박테리움법 활용: 식물 병원균을 이용해 특정 유전자를 삽입하는 기술
논문 및 특허 정보
이번 연구 결과는 국제 학술지 Frontiers in Plant Science (IF 5.6)에 게재되었으며, 관련 기술은 특허 출원까지 완료되었습니다.
- 논문:
- 특허 출원:
- 디오스민 생산 방법 (출원번호: 10-2024-0118864)
- 크리소에리올 생산 시스템 (출원번호: 10-2022-0073777)
기술의 기대 효과 및 향후 활용
이번 연구는 국내 바이오산업 발전에 중요한 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.
- 기존 화학 합성 대비 환경 친화적이고 지속 가능한 방식
- 식물 기반 생산으로 고비용, 환경 오염 문제 해결
- 의약품 및 건강기능식품 원료를 국내에서 직접 생산 가능
- 향후 다양한 기능성 식물에서 유사한 기술 적용 가능
농촌진흥청은 이 기술을 담배 외에도 다양한 작물에 적용할 계획이며, 국내 바이오 기업과 협력해 상용화를 추진할 예정입니다.
농촌진흥청 연구의 의의와 미래
이번 연구는 단순한 실험적 성과를 넘어, 친환경적이고 지속 가능한 바이오 생산 기술의 새로운 장을 열었다는 점에서 의미가 큽니다. 앞으로도 농촌진흥청이 합성생물학을 활용한 연구를 지속하여, 국내 바이오산업의 발전과 글로벌 시장 경쟁력을 높이는 데 기여하기를 기대합니다.
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