국내 연구팀이 해양플랑크톤 전체 게놈을 세계에서 처음으로 해독했다.
단일세포 유전체분석(single cell genomics) 기술을 이용해 해독한 것으로 해양환경 모니터링, 생태계 먹이사슬 연구, 병원균 출현 모니터링에 획기적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구는 윤환수 성균관대학교 생명과학과 교수 연구팀이 농업진흥청 바이오그린21사업과 미국 과학재단(NSF)의 지원을 받아 미국의 연구팀과 공동으로 이룬 결과다. 단일세포 유전체 분석방법을 이용해 미세플랑크톤의 하나인 ‘피코빌리파이트(picobiliphyte)’의 세포 3개로부터 전체 유전체를 해독한 것이다. 연구 결과는 세계적인 과학 저널 ‘사이언스’ 5월 6일자에 실렸다.
단일세포 유전체 분석방법은 물 속에서 자라는 플랑크톤 세포 하나 하나를 분리하고, 하나의 세포로부터 유전체를 증폭, ‘차세대 유전체 해독방법(next generation sequencing method)’을 이용해 전체 게놈을 해독하는 것으로, 그동안 박테리아 유전체 분석에만 제한적으로 이용돼 왔다.
윤 교수는 “분석된 3개의 유전체는 이 종류의 플랑크톤이 가지고 있는 특이한 유전정보와 함께 먹이로 섭식한 후 식포 내에 소화 중인 박테리아의 유전체 일부도 확인했다”며 “이를 근거로 플랑크톤의 섭식 패턴을 확인했고, 생태계 내의 먹이순환도 분석할 수 있을 것”으로 기대했다.
해양플랑크톤은 생물 다양성의 보고로 현재까지 10% 수준만이 학계에 보고돼 있다. 선진국에서는 이미 해양플랑크톤의 중요성을 인식해 연구를 집중적으로 지원하고 있지만, 국내에서는 연구가 미약한 상태다.
연구팀은 플랑크톤을 대상으로 한 유전체 연구는 대체에너지 개발이나 신약 개발에 필요한 유용유전자 개발에도 응용할 수 있어 광범위한 관련 연구가 이뤄질 것으로 기대했다.
정소영기자 syjung@etnews.co.kr
