- 유전체분석을 활용한 발효과정별 미생물 특성 규명
김치 발효 과정에는 여러 종류의 미생물이 관여하게 되는데, 보다 맛있고 건강에 이로운 김치를 만들기 위한 발효 미생물에 대한 유전자 분석이 필수적이다.
최근 복잡한 미생물이 함께 섞여 있는 환경에서 각 미생물을 분리하지 않고 한꺼번에 유전체 분석을 수행하는 기법이 개발되어 이를 ‘메타지놈(metagenome) 분석’이라 하는데, 전 세계적으로 발효식품에 대한 메타지놈 분석은 지금까지 거의 이루어지지 않고 있다.
농림수산식품기술기획평가원은 농림기술개발사업으로「유전체 분석을 활용한 전통발효식품의 기능성 표준화 연구」과제를 선정하여 2009년부터 2014년까지 총 25억원의 연구개발비를 지원해 오고 있다.
연구팀은 최첨단 유전체 분석기술을 이용하여 국내 전통 발효식품의 대표 격인 김치와 젓갈 내 미생물 및 메타지놈에 대한 전반적인 특성 규명에 성공했다고 밝혔다.
메타지놈 분석에는 가장 진화된 분석방법인 파이로시퀀싱 기술을 사용하였으며 김치의 발효과정에 관여하는 모든 미생물에 대한 유전자 분석을 수행한 것으로, 김치 내에 특정 미생물 유전자가 존재하는 것과 그에 따른 특정 발효산물을 생성하게 되는 상호관계를 세계 최초로 규명하였다.
이번 연구 결과로 김치 내에 어떤 다양한 미생물이 존재하고 있는지 보다 정확히 분석되었고, 이 미생물들의 유전자 발현 조절을 통해 김치의 맛과 건강에 대한 기능성을 높이는데 관여하는 과학적 비밀을 풀어가는 실마리를 마련하였다.
특히, 안정적인 김치 발효를 위해서는 발효 후반기에 급격히 증가하는 세균을 숙주로 번식하는 바이러스인 박테리오파지의 역할이 중요하다는 사실을 과학적으로 확인한 점은 큰 성과로 평가된다.
또한, 연구팀은 동일한 분석방법을 이용하여 국내 대표적 7가지 젓갈(새우젓, 조개젓, 오징어젓, 굴젓, 명란젓, 창란젓, 게젓)에 존재하는 미생물들을 분석하여 바다에 널리 존재하지만 아직 분리가 되지 않고 있어 학계의 높은 관심을 불러일으키고 있는 원핵 미생물의 한 종류인 고세균종(Crenarchaeota)들이 상당히 높은 비율로 존재하고 있음도 규명하였다.
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