기장서 상명대 교수팀, 독성 플랑크톤 알렉산드리움의 생리적 방어원리 규명

기장서 상명대 생명공학과 교수./사진제공=상명대

상명대학교는 최근 기장서 생명공학과 교수 연구팀이 독성 플랑크론인 알렉산드리움의 살조물질에 대한 글루타치온-S-전이효소 유전자 반응과 세포예정자살 현상을 규명했다고 6일 밝혔다.

살조물질은 적조 현상을 일으키는 미생물을 죽이는 물질을, 세포예정자살은 세포의 운명에 의해 예정된 세포의 죽음을 의미한다.

유해성 플랑크톤의 대량 증식은 수산업은 물론 환경에 심각한 피해를 준다. 특히 알렉산드리움은 수산물을 독화해 식중독과 경제사회적 문제를 야기한다. 우리나라는 지난 40여년간 코클로디니움 적조와 알렉산드리움 패류독소로 인해 수산업에 막대한 피해를 입었다. 생태계의 건전성도 심각한 위협을 받고 있는 실정이다.

유해성 플랑크톤이 대량 증식하는 원인은 육지로부터 과도하게 유입되는 영양염류에 의한 수생태계 부영양화와 수온 상승에 의한 것으로 해석됐다. 이에 독성 플랑크톤의 대발생과 피해를 방제하기 위해 활성 염소, 황산구리, 제초제, 황토 등을 활용하고 있다.

알렉산드리움은 환경오염물질과 살조물질에도 생존하는 끈질긴 생명력을 지녔다. 인간의 30배에 달하는 거대한 게놈 유전체와 독특한 유전자가 그 생명력의 배경으로 추정된다.

기 교수팀은 알렉산드리움이 환경오염물질과 살조물질에 노출되면 세포 내 활성산소가 생성돼 산화적 스트레스를 겪고 특이적인 GST 반응(해독과정)을 통해 생존하는 것을 확인했다. 또 PCB(폴리염화비페닐)와 같은 환경호르몬에 대해서는 세포예정자살 현상을 보이며 사멸한다는 사실을 밝혔다.

아울러 알렉산드리움은 다수의 GST와 고유한 chi-GST를 보유하고 있으며, 살조물질과 오염물질에 특이적으로 작용하는 것을 규명했다. 독성 플랑크톤의 생리적 방어원리를 해석한 셈이다.


기 교수는 "알렉산드리움의 살조 기본원리를 유전체 수준에서 규명했다. 이는 독성 플랑크톤의 분자제어기법을 개발하는데 도움이 될 것"이라며 "앞으로도 우리나라 수생태계의 건전하고 지속 가능한 관리는 물론 수산자원 보호와 어민의 소득증대를 위한 연구를 이어가겠다"고 말했다.

한편 이번 연구결과는 국제학술지 '종합환경과학'(Science of the Total Environment)에 게재됐다.

상명대학교 전경./사진제공=상명대