빛의 색이 미세조류 오메가3 지방산·후코잔틴 생산량 좌우

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 한국생명공학연구원은 생물자원센터 이준 박사 연구팀이 미세조류 '티소크리시스 루테아'를 대상으로 연구한 결과 붉은빛이 오메가3 지방산과 후코잔틴 생산을 높이는 핵심 요인임을 규명했다고 30일 밝혔다.

최근 건강기능식품과 친환경 수산양식 산업이 성장하면서 오메가3 지방산과 항산화 기능성 물질인 후코잔틴에 대한 관심이 높아지고 있다.

이를 생산하는 대표적인 생물 중 하나인 미세조류는 눈에 보이지 않을 정도로 작지만 다양한 유용 성분을 만들어내며, 어떤 환경에서 키우느냐에 따라 성장 속도와 생산량이 크게 달라진다. 최근에는 건강기능식품, 양식용 사료, 화장품, 바이오소재의 원료로 주목받고 있다.

그동안 빛의 색이 미세조류 성장과 유용 성분 생산에 영향을 준다는 사실은 알려져 있었지만, 왜 특정 빛에서 생산성이 높아지는지 그 원리는 충분히 밝혀지지 않았다. 특히 미세조류 세포가 어떤 상태로 자랄 때 유용 성분을 더 많이 만드는지는 거의 알려지지 않았다.

연구팀은 흰빛, 붉은빛, 푸른빛 환경에서 미세조류를 키우고 식물호르몬을 처리한 뒤 성장 정도와 후코잔틴, 오메가3 지방산 생산량 등을 비교 분석했다.

또 현미경 영상 분석 기술을 활용해 개별 세포를 하나씩 관찰해 세포 크기와 분열 상태, 세포 간 뭉침 현상 등의 변화를 함께 분석했다.

연구 결과, 미세조류의 성장과 유용 성분 생산에는 식물호르몬보다 빛의 색이 훨씬 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 적색 LED 환경에서 키운 미세조류는 세포 수가 가장 많이 증가했다. 생산성은 흰빛보다 약 1.5배, 푸른빛보다 약 1.4배 높게 나타났다. 후코잔틴과 오메가3 지방산 생산량 역시 붉은빛 조건에서 가장 높게 확인됐다.

연구팀은 세포 단위의 이미지 분석을 통해 그 이유도 함께 밝혀냈다. 붉은빛 환경에서는 미세조류가 서로 뭉치지 않고 작은 크기의 건강한 단일 세포 상태를 유지하면서 효율적으로 증식했다.

반면 흰빛이나 푸른빛 환경에서는 세포들이 서로 뭉치거나 분열 중인 세포 비율이 상대적으로 높게 나타났다.

연구팀은 붉은빛 환경에서 미세조류가 서로 뭉치지 않고 고르게 성장하면서 빛을 보다 효율적으로 활용하는 특성이 높은 생산성으로 이어진 것으로 분석했다.

이번 연구는 향후 건강기능식품, 친환경 양식용 사료, 바이오소재 산업 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

연구책임자인 이 박사는 "이번 연구는 빛의 색이 미세조류의 성장과 기능성 물질 생산을 결정하는 중요한 요인임을 확인한 연구"라며 "향후 대량 배양 공정에 적용하면 오메가3 지방산과 후코잔틴의 생산 효율을 높이는 데 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 JCR 농공학(JCR AGRICULTURAL ENGINEERING) 분야 국제학술지 바이오자원 기술(Bioresource Technology)에 게재됐다.

jongseo12@news1.kr