“흙을 한움큼 잡아보세요. 아무 것도 없는 것 같지만 지금 손아귀 안에는 중국 인구보다 많은 미생물이 있어요. 지구의 모든 생물 중량을 합치면 약 3조t인데, 그 중 60%가 바로 미생물이죠. 무궁무진한 연구재료가 있는 셈입니다.”
과학기술부 21세기 프론티어연구개발사업의 하나인 미생물유전체 활용기술 개발사업을 맡고 있는 오태광 단장은 기자에게 대뜸 흙을 내보이며 이렇게 말한다. 그동안 미생물은 김치를 발효시키고 된장을 만드는 등 우리 생활과 밀접한 관계를 맺어 왔지만, 이제는 체계적 연구를 통해 그 부가가치를 더욱 높여야 한다고 강조한다.
작은 것이 아름답다
최근 전세계적으로 개발되는 생명공학 제품과 의약품의 상당수가 미생물 자원으로부터 이뤄지고 있는 등 미생물은 고부가가치 경제적 이윤을 창출할수 있는 핵심 생물소재로 각광을 받고 있다.
오 단장은 미생물 연구의 매력으로 높은 효율성과 무궁무진한 활용 가능성을 꼽는다. 미생물 유전체를 이루는 염기쌍은 1백만-4백만개 정도로 인간의 염기쌍이 30억쌍 정도인 것과 비교하면 미미하다. 최근 게놈 분석기술이 발달하면서 이 정도의 염기쌍은 하루 정도면 분석이 끝난다.
유전자 수도 인간이 3만5천개 내외로 추정되는 것과 비교할 때 미생물은 그 10분의 1인 3천-5천개 정도로 구성돼 있어 분석이 쉬운 편이다. 또 유전자 수는 많지 않은데 비해 25%가 아직 알려지지 않은 새로운 기능의 유전자라는 점도 연구자들의 흥미를 끌고 있다. 특히 화산, 심해저 등 지구의 어떤 극한 환경에서도 살아 남았기 때문에 이들의 생존방식을 연구한다면 생명의 원리를 밝히는데 도움이 된다는 것이 오 단장의 견해다.
“50년 전 DNA이중나선 구조가 처음 밝혀진 이후로 미생물 연구는 생명의 신비를 밝히는데 앞장서 왔습니다. 앞으로 50년은 집중과 선택을 통해 유용한 미생물 게놈의 산업화를 꾀할 때 입니다”라고 오 단장은 말한다. 산업자원부와 한국은행의 전망에 따르면 2010년 세계 바이오 시장의 규모는 2천5백95억 달러. 이 중 미생물 제품과 관련된 시장은 7백30억달러에 이를 것으로 추정된다. 오 단장은 “미생물은 유용한 유전자를 감추고 있는 보물지도”와 같다며 “작은 것이 아름답다라는 말 만큼 미생물에 잘 어울리는 표현은 없을 것”이라고 말한다.
미생물산업 세계 4위로 키운다
사업단의 최종 목표는 아직 개발되지 않은 유용 미생물 자원을 활용해 항생제 등의 생물의약품과 신기능 효소, 기능성 미생물 등을 개발하는 것이다. 또한 전통 미생물산업의 현대화와 신미생물 산업의 창출로 1조원 이상의 부가가치를 만들어내는 일이다.
이미 선진국에서는 생명과학의 패러다임이 소수 유전자의 개별연구에서 게놈전체를 대상으로 하는 대형과제 중심의 연구로 바뀌었다. 사업단도 이에 따라 집중 연구대상 미생물군과 제품군을 선정해 연구역량을 집중하고 있다.
갯벌, 근해 퇴적층 및 열대, 고염, 화산지역 등의 해양ㆍ특수환경에 서식하는 난배양성 미생물을 대상으로 메타게놈 연구를 진행해 유용한 유전자를 발굴한다는 계획이다. 또한 특수 효소 기능을 가진 미생물을 발굴하고 이를 실용화하는 기술과 세포 내 대사회로를 다시 설계해 원하는 기능만 갖춘 맞춤 미생물, 혁신적 배양시스템을 개발해 정밀화학 소재용 특수 기능성 미생물 등을 개발할 계획이다.
또한 특수 효소 기능을 가진 미생물을 발굴하고 이를 실용화하는기술과 세포 내 대사회로를 다시 설계해 원하는 기능만 갖춘 맞춤 미
생물, 혁신적 배양시스템을 개발해 정밀화학 소재용 특수 기능성 미생물 등을 개발할 계획이다.
오태광 단장은“10년 뒤에는 국내 미생물산업이 세계 4위 안에 들것”이라며“미생물 게놈 월드컵이 열린다면 4강은 따놓은 당상”이라고 힘찬 포부를 밝힌다.
