[대학저널 온종림 기자] KAIST(한국과학기술원) 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 파지(phage) 오염을 해결할 수 있는 방안을 개발했다.
15일 이 교수 연구팀은 파지란 미생물에 대해 특이적 감염성을 갖는 바이러스를 말한다. 파지에 감염된 미생물은 생리학적 특성이 크게 변하거나 심한 경우 죽기 때문에 파지 오염은 미생물을 이용하는 바이오 화학산업에서는 치명적이다.
발효 중 파지 오염은 숙주 세포에 치명적인 영향을 미치기 때문에 전체 바이오 공정의 생산성에 큰 영향을 미친다. 유전 공학을 통한 파지 방어시스템 도입을 통해 막을 수 있지만, 지금까지의 파지 방어 메커니즘은 한정된 종류의 파지만 방어할 수 있어 효과가 제한적이었다.
이 교수 연구팀은 중국 우한대 시 첸, 리안롱 왕 교수 연구팀과 공동연구를 통해 대장균 3234/A 균주에서 존재하는 외가닥 DNA Phosphorothioation(이하 Ssp)라고 명명한 신규 파지 방어 메커니즘을 규명했다.
또한 이 Ssp 파지 방어시스템이 산업적으로 유용한 여러 가지 대장균 균주에 적용될 수 있고, 그 결과 여러 종류의 파지를 방어할 수 있음을 확인했다.
이 교수 연구팀은 또한 게놈과상에 Ssp 방어 모듈을 도입하고, 파지 생애주기에 필수적인 유전자의 변형과 같은 체계적 엔지니어링 전략을 개발했다. 이러한 전략들을 통해 파지 공격에 취약한 대장균 균주를 여러 파지들에 내성을 부여할 수 있었다.
이 교수는 “이번 기술을 활용해 미생물 기반의 유용한 화학제품을 만드는 데 한 단계 앞으로 나아갈 수 있을 것”이라고 밝혔다.
이번 연구 결과는 국제학술지 `네이쳐 커뮤니케이션스'에 지난 8월 2일 게재됐다. 또한 연구의 중요성을 인정받아 네이쳐 커뮤니케이션스 에디터의 하이라이트로 선정됐다.
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