산호초가 차세대 의약품의 보고가 될 수 있을까? 신종 미생물 3,700종 발견

산호초 미생물 연구로 새로운 의약품 가능성 발견

산호초는 단순히 아름다운 해양 생태계가 아니라, 차세대 의약품과 산업용 소재의 원천으로 주목받고 있다. 최근 연구에 따르면, 산호초에서 발견된 신종 미생물들이 생산하는 생리활성 대사체가 신약 개발뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있는 것으로 나타났다.

미국 캘리포니아대학교 샌타바버라 캠퍼스(Marine Science Institute)의 해양생물학자 레베카 베가 서버(Rebecca Vega Thurber) 박사는 "산호초에는 엄청난 유전적 잠재력이 숨겨져 있다"며 이 연구의 중요성을 강조했다. 서버 박사는 2016년부터 2018년까지 진행된 ‘타라 퍼시픽(Tara Pacific) 탐사’에 참여한 과학자 중 한 명으로, 태평양 전역의 산호초를 대상으로 2년간 58,000여 개의 시료를 채취해 분석했다.

세계 최대 규모 산호초 탐사 프로젝트

‘타라 퍼시픽 탐사’는 전 세계 32개 군도에서 진행된 세계 최대 규모의 산호초 연구 프로젝트였다. 이 탐사의 주된 목표는 지금까지 잘 알려지지 않았던 산호초와 개방 수역의 생물다양성을 체계적으로 분석하는 것이었다. 서버 박사는 "이 프로젝트는 지금까지 거의 탐사되지 않았던 산호초와 개방 수역의 총체적 생물다양성을 규명하기 위한 것이었다"고 설명했다.

연구팀은 특히 산호에 서식하는 미생물에 주목했다. 서버 박사는 "과거에는 주로 수중 미생물에 대한 연구가 많았지만, 산호에 특화된 미생물에 대한 심층 분석은 거의 없었다"며, 산호와 공생 관계를 맺고 있는 미생물에 주목한 이유를 밝혔다.

90%가 신종인 미생물 발견

연구팀은 석회질 산호와 불산호(불가사리류와 더 가까운 친척관계의 군체성 해양생물)에서 채취한 시료를 바탕으로 유전체 분석을 실시했다. 그 결과, 13,000개가 넘는 미생물 유전체 데이터를 복원했으며, 이 중 90%가 이전에 알려지지 않았던 신종이었다. 서버 박사는 "우리가 발견한 미생물의 90%가 새로운 종으로, 총 3,700종의 새로운 박테리아를 발견했다"고 밝혔다.

특히 주목할 점은 이 신종 미생물 대부분이 산호에 특화되어 수중에서는 발견되지 않는다는 사실이다. 서버 박사는 "이 newly discovered bacteria were specific to their hosts, and not found in the water"라고 설명하며, 이 미생물들이 산호와 공생 관계를 맺으며 독특한 대사체를 생산한다는 사실을 강조했다.

신약 개발부터 산업용 소재까지 활용 가능성

이 newly discovered bacteria가 생산하는 생리활성 대사체는 의약품뿐만 아니라 산업용 소재, 첨단 바이오소재 개발에 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 서버 박사는 "이들은 신약 개발은 물론 세제, 콘크리트 개발 등 산업용 소재로도 활용될 수 있다"며, "새로운 바이오기술 소재 개발에 있어 이 생체분자들은 과학자들이 새로운 합성 제품을 창조할 수 있도록 중요한 역할을 한다"고 설명했다.

연구팀은 특히 Acidobacteriota라는 새로운 그룹의 미생물을 발견했는데, 이 미생물은 광범위한 대사 능력을 지니고 있으며, 단백질 공학 분야에서 유망한 효소encoding potential을 지닌 것으로 나타났다. 또한, 산호초 미생물의 생합성 잠재력이 기존에 bioactive metabolites의 주요 원천으로 알려진 해면동물(sponges)과 맞먹거나 그 이상인 것으로 확인됐다.

"산호초 미생물의 생합성 잠재력은 해면동물에 버금가거나 그 이상이다. 해면동물은 bioactive metabolites의 주요 원천으로 오랫동안 주목받아 왔지만, 산호초도 이와 같은 잠재력을 지닌 것으로 나타났다."

산호초 보전과 미래 의약품 개발의 중요성

이번 연구는 산호초가 단순히 아름다운 해양 경관이 아니라, 인류의 건강과 산업 발전에 기여할 수 있는 중요한 자원임을 보여준다. 그러나 산호초는 기후 변화와 해양 오염 등으로 심각한 위협을 받고 있다. 서버 박사는 "산호초의 생물다양성을 보전하는 것이 단순히 생태계 보호 차원을 넘어, 미래 의약품과 산업용 소재 개발의 기회를 지키는 것"이라고 강조했다.

연구팀은 앞으로도 산호초 미생물의 유전적 잠재력을 더 깊이 연구할 계획이다. 특히, newly discovered bacteria가 생산하는 생리활성 대사체를 인공적으로 합성하거나, 이를 바탕으로 신약 개발을 진행할 수 있는 가능성에 주목하고 있다.