노안이나 백내장 예방에 효과가 있는 대표적 눈 건강 성분인 루테인을 식물 추출이 아닌 미생물로 안전하게 대량 생산할 수 있는 길이 열렸습니다.

KAIST 생명화학공학과 이상엽 특훈교수 연구팀이 루테인을 효율적으로 생산할 수 있는 미생물 균주와 생산 플랫폼을 개발했습니다.

2022년 KAIST 연구진은 대장균을 이용해 세계 최초로 루테인을 생산하는 데 성공한 바 있습니다.

그러나 대장균은 내독소라는 독성 물질을 생성해 식품이나 의약품에 바로 사용하기 어려운 단점이 있었습니다.

이번에는 이런 문제를 해결하고자, 산업적 활용도가 높고 안전성인 입증된 미생물인 '코리네박테리움 글루타미쿰'을 이용해 더 안전하고 대량 생산이 가능한 시스템을 구축했습니다.

이 균은 식품첨가물 생산에도 널리 쓰이는 GRAS(Generally Recognized As Safe) 인증 안전균주입니다.

연구진은 루테인을 만드는 데 필요한 효소들을 가까이 배열해 전자가 잘 흐르게 하는 전자 채널링 기술을 도입했습니다. 쉽게 말하면, 루테인을 만들 때 꼭 필요한 효소를 정렬해 일의 효율을 끌어올린 것입니다.

또한 포도당 같은 흔한 당류를 원료로 써서 환경에도 부담 없는 생산 공정을 구현했습니다.

이를 통해 54시간 만에 리터당 1.78그램의 루테인 생산에 성공했습니다. 이는 기존 식물 추출이나 조류 배양 방식보다 속도와 효율을 크게 높인 성과로, 산업적으로 큰 의미를 지닙니다.

연구를 이끈 은현민 박사과정은 "이번 기술은 미생물로 루테인을 만드는 데 있어 가장 큰 걸림돌이었던 생산성 문제를 해결한 것"이라며, "앞으로는 루테인뿐 아니라 다양한 건강 기능성 천연물 생산에도 적용할 수 있을 것"이라고 밝혔습니다.

이번 성과는 국제학술지 '네이처 신시시스(Nature Synthesis)' 7월 4일자에 실렸으며, 은현민 박사과정과 신디 박사가 공동 제1저자로 참여했습니다.

TJB 대전방송