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세종대 김현욱 교수팀, 애기장대 내 수산화지방산 세계 최대 생산 기술 개발
  • 기사등록 2022-08-09 15:54:09
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[더밸류뉴스=김한나 기자]

세종대(총장 배덕효) 김현욱 교수팀이 애기장대에서 수산화지방산을 세계 최대 수준으로 생산해 학계로부터 인정받았다.


김현욱 세종대학교 바이오산업자원공학과 교수. [사진=세종대학교]

세종대학교 김현욱 교수 연구팀은 산업원료로 유용한 수산화지방산을 오일작물의 모델식물인 애기장대(Arabidopsis) 종자에서 31%까지 생산 증진시킨 연구 결과를 국제학술지('Biotechnology for Biofules and Bioproducts')에 발표했다.



수산화지방산은 주로 피마자(일명: 아주까리) 식물의 종자에서만 생산되며, 이는 고급윤활유 등 약 54종류의 산업원료로 사용되고 있다. 피마자 종자에는 리신(ricin)이라는 치사 독소가 있다는 점과 재배 가능한 작물로 개발하기 어렵다는 단점을 가지고 있다.


이런 문제점을 해결하기 위해 김 교수 연구팀을 비롯해 전 세계 학자들이 오일작물의 모델식물인 애기장대에서 피마자로부터 분리한 수산화지방산 합성 유전자를 도입해 생산을 증진시키는 유전공학 연구를 경쟁적으로 진행해 오고 있다.


연구팀은 피마자로부터 수산화지방산을 합성하는 효소유전자(FAH12)와 종자 오일에 수산화지방산 축적을 증가시키는 4개의 유전자들(DGAT2, PDCT1-2, PDCT, LPCAT)을 분리해 이들 5개의 유전자를 애기장대에 동시에 발현시켰다. 또 애기장대의 내재유전자인 지방산사슬연장 효소 유전자(FAE1)를 크리스퍼(CRISPR) 유전자 편집으로 기능을 상실시켜 수산화지방산을 생산하지 못하는 애기장대 종자에서 31%까지 수산화지방산을 생산하는데 성공했다. 


현재까지 수산화지방산을 애기장대에서 약 25%까지 생산하는 것이 세계 최대 수준이었다. 연구팀은 이 기록을 넘어 31% 이상까지 생산해 최고수준에 도달했다. 또 이번 연구에 처음 사용한 다중발현 벡터는 오일작물에 바로 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 


연구팀은 계속해서 이 기술을 오일작물인 카멜리나에 적용해 수산화지방산을 안정적으로 대량생산하는 오일작물 개발을 진행하고 있다. 산업원료를 생산하는 오일작물 개발은 농업부터 고부가 친환경 산업소재 생산 산업까지 큰 부가가치를 창출하는데 기여할 것으로 보인다.


hanna2402@thevaluenews.co.kr

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