▲ 설악산에 자생하는 산호잔꽃지의 지의체, 항생·항암·콜레스테롤 강하제 등 의약품을 만드는 원료를 추출할 수 있다..

개체수가 적어 산업적 활용이 어려웠던 지의류 곰팡이의 게놈이 완전히 해독돼 항생제·항암제·콜레스테롤 강하제 등 의약품 산업에 응용할 연구가 한창이다.

환경부(장관 윤성규)소속 국립생물자원관은 순천대학교 한국지의류연구센터 허재선 교수팀과 설악산에 자생하는 △산호잔꽃지의(Cladonia metacorallifera) △작고붉은열매지의(Cladonia macilenta) △방울주황단추지의(Caloplaca flavorubescens) 등 3종의 지의류로부터 순수분리한 지의류형성 곰팡이의 게놈을 완전 해독했다고 10일 밝혔다.

청정지역에만 자생해 환경오염의 지표로도 알려진 지의류는 곰팡이와 조류의 공생체로 천연염료·식용·약용·화장품 재료 등으로 사용했고 특이한 대사물질을 만든다.

현재까지 1,500여개 이상의 지의류 물질은 생리활성이나 화학구조에 대해서는 규명됐으나 자연 상태에서 생장이 매우 느리고 생물량이 적어 산업적 활용은 어려웠다.

이번 연구진은 지의류에서 분리한 곰팡이를 단독 배양해 공생체에서 나오는 물질을 만들어 낼 수 있는 인공배양 조건을 찾아내고, 게놈서열을 완전히 해독해 자연 생태계의 지의류를 남획하지 않고도 지의류 물질을 대량생산하기 위한 기반을 마련했다.

이번 연구에 사용된 사슴지의속(Cladonia)은 전 세계 어느 곳에서나 흔히 볼 수 있는 지의류로 독특한 항암, 항산화 및 항생물질을 만든다. 이러한 화합물들은 폴리케타이드(Polyketide) 생합성 경로를 통해서 만들어진다.

폴리케타이드는 천연물질로 항생제·항암제·콜레스테롤 강하제 등 많은 약물의 원료다. 자연상태에서는 극미량밖에 생산되지 않아 대량생산을 위한 연구가 진행되고 있다.

산호잔꽃지의에서 분리한 지의류 곰팡이는 탄소원에 따라 다른 색깔의 색소를 만들어 냈는데 특히 과당(Fructose)이 든 배지에서 붉은색 색소와 함께 항암 및 항균 작용이 있는 지의류 물질인 크리스타자린을 생산하는 것으로 나타났다.

오경희 국립생물자원관 유전자원센터장은 “앞으로 지의류 물질의 대량생산을 위한 시스템 확립과 다양한 유전자를 탐색함으로써 지의류가 생물다양성 증진에 미치는 역할을 유전체 차원에서 규명할 예정”이라고 말했다.

이 연구결과는 미국 미생물학회에서 발간하는 ‘게놈 어나운스먼트(Genome Announcements)’ 2013년 8월호, 9월호, 2014년 2월호에 게재됐다.