[기고] 마이크로의 세계 ‘미생물’

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우리가 살고 있는 이 지구상에는 수백만 종의 미생물들이 서식하고 있으며 나라마다 자국의 우수한 미생물유전자원 확보를 위하여 이미 보이지 않는 전쟁을 시작하고 있다.
이 미생물들은 자연 생태계 유지, 항생제 및 기능성 식품 등 인류의 건강한 삶과 먹거리 등에 밀접하게 연관되어 있으며, 21세기 생명공학 기술의 발달로 그 활용이 무궁무진할 것으로 기대되고 있다.
특히 유기산과 비타민 등 여러 가지의 생리활성물질을 만들어내는 발효미생물을 개발하여 과학화함으로 농가의 소득을 향상시키며 친환경 유기농업 신소재 개발 등 녹색성장 동력 연구에 이용하는 등 앞으로 그 활용성이 매우 크다.

지난 수십 년간 미생물들이 생산해내는 천연물질들이나 미생물들이 보유하고 있는 유용한 기능들을 이용해 보고자하는 시도가 다양한 산업분야에서 이루어졌는데, 현재 광범위하게 사용되고 있는 항생제가 그 대표적인 경우라 할 수 있다.
이 외에도 항균제(antifungal agent), 생물농약(herbicidal/pesticidal agents), 또는 산업적으로 유용한 효소인 cellulase, amylase, xylanase, protease, lipase 등을 얻기 위해서도 미생물 자원이 사용되어 왔으며 분자생물학 분야의 발전에 큰 기여를 한 DNA 중합반응(PCR)에 사용되는 polymerase 효소들이나 다른 수많은 연구 개발용 효소들도 거의 대부분 미생물로부터 유래했다 하여도 과언이 아닐 것이다.

미생물은 지구상의 생명체중 가장 미소하고 간단한 구조의 형태로 구성되어 있으며 어떤 극한 환경에서도 적응하여 생존할 수 있는 대사능력을 보유하거나 진화시킬 수 있으므로 이들을 이용한 산업적 용도는 무궁무진하다 할 수 있다.
현재에 이르기까지 국내의 생물 산업은 미생물에 의한 발효를 토대로 이어져 왔으며 적어도 미생물에 의한 발효라는 부분에서는 국제적 경쟁력을 갖춰왔다고 할 수 있다.
그러나 최근 비약적으로 발전하는 분석기술에 의하여 생물체내의 모든 생분자(biomolecules)를 대량, 고속으로 분석하는 기술이 가능함에 따라 새로운 연구영역인 유전체학(Genomics), 단백질체학(Proteomics), 대사체학(Metabolomics) 등이 대두되고 이들 간의 상호관계와 기능을 밝히는 생체정보학(Bioinformatics)과 연관하여 가까운 장래에 인위적으로 디자인되는 인공생물체 개발이라는 꿈도 실현 가능하리라 예상된다.

이러한 수준의 생명공학 연구는 인간의 전반적인 삶에 획기적인 전환을 가져올 것이며 이 꿈의 실현에 미생물 생명공학이 가장 선두에 서서 이끌어나갈 것이 확실하다.
그러나 지금까지 지구상의 자연계에서 발견된 수많은 미생물들도 전체 미생물의 1% 미만에 불과하며, 나머지 99%의 미생물들은 아직도 미 발견 혹은 지금의 배양기술로는 배양이 불가능한 미생물들로 추측하고 있다.
따라서 무한한 잠재가치를 지닌 유용 미생물을 누가 먼저 선발하여 개발하고 자원화 하느냐에 따라 지적 재산권 및 유전자원에 대한 주권을 확보 할 수가 있다.

이와 같이 배양 불가능 했던 미생물의 유전자에 대한 기능 연구가 유전체 분석기술의 발달로 가능해짐에 따라 산업적으로 또는 의학적으로 유용한 물질을 찾으려는 연구자들의 경쟁이 더욱 치열해 질 것이며 천연자원이나 농산물자원 등 유전자원이 턱없이 부족한 우리나라가 토양 중에 무한히 존재하는 미생물 유전자원을 적극 발굴하고 개발한다면 차세대의 유전자원 및 기술경쟁에서 유리한 고지를 선점하게 될 것이며 눈에 띄지도 않는 하찮은 미물로만 여겨져 왔던 미생물이 우리나라 경제의 버팀목 역할을 톡톡히 하는 보물이 될 것이라 나는 확신한다.

구본성 / 농촌진흥청 생물소재공학과장

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