- 기존 학설과 달리 방사선 저항성 메커니즘의 다양성 증명해내 -

- 세계적 권위 학술지, 펨스 마이크로바이올로지 리뷰 게재 -

  □ 원전사고에서도 살아남는 미생물의 생존 원리에 대한 기존 학설을 바꾸는 논문이 국내 연구진에 의해 발표됐다.

  □ X-선으로 완전 멸균한 통조림이 계속 발효되는 현상을 조사하던 중 우연히 발견된 미생물인 데이노코쿠스 라디오두란스(Deinococcus radiodurans)는 강력한 방사선에 노출돼도 살아남을 뿐 아니라 방사성폐기물을 분해하는 능력을 갖고 있다.

    ㅇ 전 세계 학자들은 데이노코쿠스 라디오두란스를 포함하는 데이노코쿠스속(屬) 미생물들이 모두 방사선 저항성을 가지는 것을 발견하고, 이를 아우르는 단일한 메커니즘이 있을 것이라는 가설 아래 집중 연구를 계속해왔다.

    ㅇ 그런데 국내 연구진이 일반론을 깨고, 라디오두란스(radiodurans), 데제르티(deserti) 등 다양한 데이노코쿠스속 미생물들이 단일 메커니즘이 아닌 각자 고유의 방사선 저항성 메커니즘을 다양하게 갖추고 있음을 유전자 분석을 통해 알아냈다.

  □ 한국원자력연구원(원장 하재주)은 첨단방사선연구소 임상용 박사 연구팀이 프랑스 원자력청(CEA) 그루트(A. Groot) 박사팀과 공동으로 ‘데이노코쿠스속 미생물의 방사선 및 산화 스트레스 유전자 다양성에 대한 리뷰’를 미생물학 분야 세계적 권위의 학술지인 ｢펨스 마이크로바이올로지 리뷰(FEMS Microbiology Reviews, IF 11.392)｣ 온라인판에 게재했다고 10월 25일 밝혔다.

  □ 데이노코쿠스는 현재 지구상에 존재하는 생물체 중 가장 강력한 방사선 저항성을 가지고 있다. 사람이 10Gy※의 방사선에 노출되면 수 일내 사망하고 생명력이 강한 미생물도 200Gy의 선량에서 죽는데 반해, 데이노코쿠스는 5,000Gy에서도 생존해 사람에 비해 방사선에 500배 이상 강하다.

      ※ 그레이(Gy) : 방사선 에너지 흡수량을 나타내는 단위

    ㅇ 데이노코쿠스의 방사선 저항성에 대한 연구는 방사성폐기물 처리, 방사선 항암 치료 등에 활용할 수 있으며, 특히 방사선에 강한 바이오 소재 산업에서 유용하다. 최근에는 NASA가 우주 미생물로 활용하기 위한 연구를 진행하는 등 다양한 분야에서 주목하고 있지만, 방사선을 이겨내는 메커니즘은 아직까지 명확하게 규명되지 않은 상황이다.

  □ 임상용 박사 연구팀은 전 세계 296편의 논문에서 보고된 250여개 방사선 저항성 단백질을 토대로 11종의 데이노코쿠스속 미생물들을 비교 분석했다. 그 결과 방사선 저항에 핵심적인 역할을 수행하는 IrrE/DdrO 단백질은 공통으로 갖고 있지만 기존의 통념과 달리 실제 DNA 손상을 복구하는 단백질들과 그 작동 메커니즘은 각 미생물마다 다르다는 사실을 밝혀냈다.

    ㅇ 이는 기존 연구의 방향을 대전환한 것이자, 방사선 저항 원리가 자연계에 다양하게 존재한다는 뜻으로 바이오 소재에 활용할 수 있는 항산화 단백질, 항산화 소재의 자원이 대폭 확대된 것이다.

    ㅇ FEMS 측에서도 미생물을 연구하는 다양한 그룹에서 활용할 수 있는 연구결과임을 주목했으며, 논문 주저자인 임상용 박사는 BRIC(생물학연구정보센터)이 주관하는 ‘한국을 빛내는 사람들’에 선정됐다.

      ※ 한국을 빛내는 사람들 : 생명과학분야 과학기술 논문 중 논문인용지수(IF) 10 이상인 학술지에 주저자 또는 교신저자로 논문을 게재해 연구성과를 거둔 한국인을 선정, 소개하는 프로그램

    ㅇ 연구팀은 추후 방사선 저항성 미생물의 방사선 반응신호 전달 메커니즘과 관련 유전자 기능을 규명하기 위한 연구에 더욱 매진할 계획이다. 더불어 원자력연구원은 국내에서 발견할 수 있는 거의 유일한 극한 환경 미생물로 자원 가치가 높은 방사선 저항성 미생물의 활용을 돕기 위해, 방사선 저항성 미생물을 수집·배양하는 은행(RAD-BANK)을 구축하여 방사선 저항성 미생물과 함께 이번 연구결과 밝혀낸 DNA, 단백질 등 다양한 유전자원을 분양할 계획이다.

  □ 연구팀을 이끈 임상용 박사는 함께 노력한 연구팀에 감사를 전하며, “이번 연구를 통해 미생물의 방사선 저항성 원리를 체계적으로 정립하였을 뿐만 아니라, 향후 고등동물을 비롯한 다양한 생물체의 방사선 반응 원리를 규명하는 데 중요한 이정표를 제시하였다”고 말했다.

※ 붙임 : 관련 자료 2부. 끝.