원광대학교(총장 김도종) 기초자연과학연구소는 박순주(사진 생명과학부) 교수 연구팀과 미국 Cold Spring Harbor Lab.이 공동연구를 수행한 결과 토마토 생산 농가의 소득을 증대시키는 중요한 유전자원과 고부가가치 농생명체를 개발할 수 있는 원천기반기술을 확보했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 관련 분야의 세계적 학술지인 Cell (IF28.710) 6월호에 ‘토마토 교화 유전자의 negative epistasis로 토마토의 수확성 밝히다(Bypassing negative epistasis from a domestication gene to improve tomato yield)’를 제목으로 실렸으며, 특히 연구 관련 사진이 ‘Cell’ 표지사진으로 선정돼 중요성을 인정받았다.

연구를 통해 개발된 기법은 토마토의 발달형질을 결정하는 MADS-box 유전자들을 편집해 유전자 상호작용에 의한 시너지 효과를 유도하고, 변이와 표현형질간의 유전적 연관 관계를 활용해 잡종강세를 유발하는 획기적인 방법으로 알려졌다.

특히 연구결과가 종자회사에 다수확성 종자 생산의 경쟁력을 제공할 것으로 기대돼 글로벌 종자회사 및 과학계에서 높은 관심을 보이고 있다.

이번 연구로 열매가 큰 토마토 품종들의 형질 중에 열매 자루의 탈리층 제거와 큰 꽃받침 형질의 유전적 비밀을 밝히고, 토마토 개발을 위해 육종가들이 꽃대 가지를 억제하는 유전자원을 활용함에 따라 j2와 ej2의 유전형적 교배조합으로 꽃대 가지와 꽃 발생 수를 조절하는 방법을 개발한 점이 성과로 인정받았다.

또한, 잡종강세의 초우성 유전모델로 다수확성 잡종강세 유전자형을 개발하고, 연구에서 사용된 대부분의 돌연변이를 유전자 편집 기술을 통해 만들어 낸 점도 연구 성과로 꼽혔다.

한편, 원광대 연구팀은 미국 Cold Spring Harbor Lab. 연구팀과 공동연구를 통해 지난해 세계적 저명학술지인 ‘Genes & Development (IF 10.042)’, ‘Genome research (IF 11.351)’에 연이어 연구결과를 발표했으며, 올해는 광주기성 개화인자 연구논문을 유전학 및 유전체학 분야의 최고 저널인 ‘Nature genetics (IF 31.616)’에 보고한데 이어 앞으로도 공동연구 결과물이 Nature, Cell, Science 등에 지속해서 출판될 것으로 기대되고 있다.

박순주 교수는 “생명체의 지도라 불리는 DNA를 원하는 대로 자르고 붙일 수 있는 ‘유전자 가위(CRISPR)' 기술이 최근 전 세계적으로 관심이 집중되고 있다”며, “특히 농생명 분야에서 차세대 농생명기술로 유전자 편집 활용이 주목받고 있는 가운데 어떻게 이 기술을 활용하는가에 대한 활용법 개발이 절실하다”고 말했다.

이어 “이번 연구결과는 농촌진흥청 차세대바이오그린21사업 시스템합성농생명공학사업단의 전폭적인 연구지원으로 이루어진 탁월한 연구결과”라며, “지속적인 농생명 R&D 지원이 안전한 미래 먹거리 개발에 중요한 초석이 되고 있다”고 밝혔다.

/익산=장양원 기자