기장서 상명대 교수팀, 마비성 패류독소 원인의 진화적 역사 규명

와편모조류 알렉산드리움의 발현 유전체 분석...326개 이상 sxt 유전자 후보 발굴
"해양 독소원인 생물 모니터링과 수산물 독소 관리에 활용될 것"

기장서 상명대 생명과학과 교수, 김한솔 박사, 브이티뉴꾸인 연구원.(오른쪽부터)/사진제공=상명대

상명대학교는 최근 기장서 생명과학과 교수 연구팀이 마비성 패류독소의 원인인 해양 와편모조류 알렉산드리움(Alexandrium)의 발현 유전체를 분석해 326개 이상의 sxt 유전자 후보를 발굴했다고 7일 밝혔다.

해양에서 발생하는 마비성 패류독소는 가열·조리해도 파괴되지 않는다. 오염된 수산물을 사람이 섭취할 경우 두통, 메스꺼움, 구토 등의 증상을 보이고 심한 경우 근육마비와 호흡곤란으로 사망에 이를 수도 있다. 해양 와편모조류 알렉산드리움이 패류독소를 생산해 식중독의 원인이 되는데, 국내에서는 그중 일부인 알렉산드리움 카테넬라(Alexandrium catenella)와 알렉산드리움 퍼시피컴(Alexandrium pacificum)이 독성 종으로 알려졌다.

기후변화로 독성·무독성 알렉산드리움이 국내 해역에서 혼합 출현하거나 발생 시기가 변화하고 있다. 국립수산과학원은 패류독소 식중독을 예방하기 위해 해양환경과 수산물을 대상으로 주기적인 원인생물 모니터링을 실시하는데, 현미경으로 독성 종과 무독성 종을 구분하기에는 한계가 있다. 따라서 독성 종과 무독성 종을 구분할 수 있는 분자생물학적 기준점이 필요하다. 패류독소 합성 유전자(sxt)가 주요한 분자검출 마커 후보다.

기 교수팀은 이들의 진화적 기원을 분석했다. 그 결과 독성 유전자는 일관된 진화 패턴을 보이지 않으며 종마다 조금씩 다른 진화적 기원을 갖고 있다는 사실을 확인했다.

무독성 알렉산드리움의 경우 패류독소 합성에 관여하는 sxt 유전자 중 sxtA 혹은 sxtG가 없거나 발현 빈도가 낮아 패류독소를 합성하지 못하는 것으로 파악됐다. 즉, sxtA와 sxtG는 패류독소 합성에 중요한 역할을 하며 이들 유전자가 독성 종과 무독성 종을 구분할 수 있는 분자 마커임을 밝혀낸 셈이다.

기 교수는 "기후변화에 따라 국내 수역에 외래종 및 독성 알렉산드리움의 출현이 빈번할 것으로 예상된다"며 "이번에 규명된 독성 유전자는 해양 독소원인 생물의 정밀한 모니터링은 물론 수산물 독소 관리에 유용하게 활용될 수 있을 것"이라고 설명했다.

한편 이번 연구결과는 국제학술지 'Harmful Algae'(IF=6.6, 해양·담수생물학 분야 상위 2%)에 게재됐다.