> 연구소재 이야기 > ① 우리에게 이로움도 주고 해로움도 주는 곰팡이

  • 곰팡이(진균)는 5개 생물계(kingdom)중 하나로 생태계의 먹이사슬을 완성하는 중요 분해자인 동시에 다양한 종류의 대사산물을 생산하여 의약품 및 효소 등 고부가가치의 생물신소재를 제공하는 산업적으로 중요한 미생물 소재이다. 이에 반해 다수의 곰팡이들은 인간과 동식물에 치명적인 병을 일으켜 경제적 손실뿐만 아니라 사회 문화적으로도 막대한 영향을 미치고 있다. 이러한 곰팡이는 대략 500만 종이 존재할 것으로 예측되고 있어 다양성뿐만 아니라 자연계에서 매우 중요한 위치를 차지한다. 현재까지 밝혀진 약 10만종의 곰팡이는 부생균으로 살아가며, 10,000종 이상은 식물에 병을 일으키고, 50여 종은 사람과 동물에 병을 일으키는 것으로 보고되었다.
  • 우리에게 이로움을 주는 곰팡이들(Saccharomyces 및 Aspergillus 속)은 먹거리인 포도주와 같은 주류 및 치즈, 간장, 된장 등 발효에 이용되고 있으며, 인간과 동물에게 이로운 1,600여 종의 항생제들 또한 곰팡이들(Penicillium 및 Rhizopus 속)로 부터 생산되고 있다. 이렇게 이로움을 주는 곰팡이는 또 다른 면으로는 해로움을 주는 병원균으로서 오랫동안 인류를 괴롭혀왔다. 대표적으로 1846년 아일랜드에서 대발생한 감자역병(Phytophthora infestans)으로 100만 명 이상이 굶어 죽었고, 150만 명 이상이 신대륙으로 이주하는 결과를 가져왔다. 곰팡이 병으로 인해 식물이 죽는 것뿐 아니라 곰팡이에 의해 감염된 작물을 사료로 섭취한 동물들 또한 집단 폐사 등으로 피해를 입는 경우가 많았는데, 이는 병원균들이 생산하는 독소 때문이다. 특히 사람에게 발생하는 곰팡이병(캔디다증, Cryptococcus에 의한 뇌수막염)들은 좋은 치료제가 개발되지 않아 AIDS 환자와 같이 면역력이 저하된 경우 치명적이다.
  • 사람을 비롯한 동식물들은 주변의 미생물 개체뿐만 아니라 미생물 군집(Microbiome)단위에 의해 영향을 받는다. 즉 생물의 주요 형질은 유전적 요인뿐만 아니라 환경적 요인들과의 상호작용에 의해 나타나게 된다. 특히, 생물체 자체를 포함한 주변 미생물 군집(표면 및 내생)은 생물과의 상호작용을 통해 형질 변화에 중요한 요소로 작용한다. 이러한 미생물 군집은 생물체 내부 및 주변부에서 생활사 전반을 공유하고 있으며, 생물체에 직·간접적으로 군집 단위로 영향을 미치게 된다.
  • 곰팡이 군집(Mycobiome)의 경우도 주변 생물계에 영향을 미치고 있으며, 이러한 군집내의 곰팡이들은 해로운 방향으로는 병이 잘 발생하도록 기주의 형질을 변화시키고, 이로운 방향으로는 기주의 내병성이나 생장을 촉진시키기도 한다. 그렇기 때문에 곰팡 이 군집의 종류를 분류하고 동정하는 연구들이 최근 활발히 진행되고 있다. 휴먼마이크로바이옴 프로젝트나 식물바이옴 이니셔티브와 같은 집단연구들이 의미 있는 성과를 거두고 있다. 이러한 연구들의 성공을 위해서는 곰팡이를 분류하고, 분리 동정하여 보관하는 시스템이 중요하다. 본 은행에서는 위와 같은 바이옴을 통해 얻어진 균주들을 분류 동정하여 연구자들에게 제공하고 있으며 관련 연구들 또한 활발히 진행하고 있다.
  • 새로 발견된 “곰팡이”가 이로움을 주는지 혹은 해로움을 주는지를 구분하기 위해서는 곰팡이를 정확하게 분류해야 한다. 최근에는 유전자 데이터베이스들과 이를 대량으로 비교 분석할 수 있는 생물정보학 기술의 발달로 곰팡이들의 유전자 염기서열 검정을 통해 속 혹은 종을 쉽게 동정할 수 있다. 이러한 생물정보학 기술은 기본적으로 유전체(Genome) 및 체학(Omics)의 발전에 의해 이루어지고 있으며, 이를 넘어 군집 전체를 한 번에 분석하는 메타유전체학으로 분석 단위가 확장되고 있다. 본 은행에서는 곰팡이 유전자 서열이나 유전체 서열을 분석할 수 있는 곰팡이 비교유전체 데이터베이스(Comparative Fungal Genomics Platform; http://cfgp.riceblast.snu.ac.kr) 서비스를 제공하고 있다. 해당 사이트에서는 기존의 여러 유전체나 JGI의 F1000 프로젝트를 비롯 최신의 곰팡이 유전체 538종을 포함한 983종의 공개 유전체를 이용한 비교 분석이 가능하다. 또한 이를 이용해 27개 이상의 생물정보학 툴을 사용해 이용자가 직접 분석할 수도 있으며 각각의 유전체들은 분비단백질(Secretome), 전사조절인자(Transcriptional Factor), P450 등 8개 이상의 유전자군 분석을 위한 하위 데이터베이스들과 연동되어 유전체에 대한 심층적인 분석이 가능하다.
  • 국가목적형 곰팡이유전자원은행은 유전자 염기서열을 통해 명확히 동정된 방대한 수의 이로움을 주는 곰팡이 및 해로움을 주는 곰팡이 유전자원을 확보 관리하고 있다. 특히 식물에 병을 일으키는 곰팡이에 의한 병 발생 메커니즘을 증명할 수 있는 다수의 형질전환체를 보유 관리하고 있어, 관련 연구자들에게 분양하고 있다. 이는 식물 병을 제어하기 위한 연구에 귀중한 재료로 사용된다. 또한, 곰팡이의 종 동정 실험, DNA추출 및 컨설팅 서비스도 제공하고 있다.

  • ■ 소재 분양 문의
  • 주소:  (08826) 서울시 관악로1 서울대학교 농업생명과학대학 1036호 곰팡이유전자은행
    홈페이지: genebank.snu.ac.kr   이메일: fungi@snu.ac.kr    대표전화: 02-880-4906
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