[더케이뷰티사이언스] 농촌진흥청(청장 김경규)은 기능성 불포화지방산인 ‘감마리놀렌산’과 ‘스테아리돈산’을 합성하는 유전자를 발견하고, 유지작물에서 이 지방산을 얻을 수 있는 기술도 개발했다.

감마리놀렌산은 달맞이종자유에 많으며 피부 질환 개선 효과가 있다. 스테아리돈산은 항산화기능성이 인정된 DHA(docosahexaenoic acid)로 쉽게 전환되는 특성이 있다.

농촌진흥청은 난균류의 한 종에서 감마리놀렌산과 스테아리돈산을 생합성하는 델타6 불포화효소 유전자를 찾아 효모로 그 기능을 확인했다.

이 유전자의 기능 확인을 위해 실제 유지작물(들깨)에 도입했더니 기존 품종에 없던 감마리놀렌산과 스테아리돈산이 각각 25%, 20%씩 만들어져 전체 지방산의 45%를 차지했다.

국내 자생식물을 이용한 이 기술은 기능성 산업·의약품 소재 등의 국산화와 스마트팜과 연계한 미래 농업의 활력소가 될 전망이다.

델타6불포화효소가 발현되는 효모에서 감마리놀렌산(GLA)과 스테아리돈산(SDA)의 합성 확인=감마리놀렌산의 전구체인 리놀레산(LA)과 스테아리돈산의 전구체인 알파리놀렌산(ALA)을 공급한 델타6 불포화효소 효모에서 감마리놀렌산과 스테아리돈산이 생성되어 유전자의 기능을 확인. 출처=농촌진흥청.
델타6불포화효소가 발현되는 효모에서 감마리놀렌산(GLA)과 스테아리돈산(SDA)의 합성 확인=감마리놀렌산의 전구체인 리놀레산(LA)과 스테아리돈산의 전구체인 알파리놀렌산(ALA)을 공급한 델타6 불포화효소 효모에서 감마리놀렌산과 스테아리돈산이 생성되어 유전자의 기능을 확인. 출처=농촌진흥청.
엽실(가운데-대조구)와 델타6불포화효소 유지작물(아래)의 지방산 분석결과=외부표준물질(external standard)과 델타6불포화효소 유지작물을 비교한 결과 대조구에 없는 감마리놀렌산과 스테아리돈산이 생성됨을 확인. 출처=농촌진흥청.
엽실(가운데-대조구)와 델타6불포화효소 유지작물(아래)의 지방산 분석결과=외부표준물질(external standard)과 델타6불포화효소 유지작물을 비교한 결과 대조구에 없는 감마리놀렌산과 스테아리돈산이 생성됨을 확인. 출처=농촌진흥청.
델타6불포화효소 유지작물 종자의 지방산 조성표=생성량은 감마리놀렌산이 25%, 스테아리돈산은 20% 함량임을 알 수 있음. 출처=농촌진흥청.
델타6불포화효소 유지작물 종자의 지방산 조성표=생성량은 감마리놀렌산이 25%, 스테아리돈산은 20% 함량임을 알 수 있음. 출처=농촌진흥청.
델타6 불포화효소 유지작물 종자의 표현형 측정종자 1립당 무게는 엽실대비 90-95% 수준으로 약간 낮았으나 종자무게당 지방산 함량은 103% 수준으로 약간 높았으며 전체적으로 대조구와 비교해 큰 차이가 없음을 확인. 출처=농촌진흥청.
델타6 불포화효소 유지작물 종자의 표현형 측정종자 1립당 무게는 엽실대비 90-95% 수준으로 약간 낮았으나 종자무게당 지방산 함량은 103% 수준으로 약간 높았으며 전체적으로 대조구와 비교해 큰 차이가 없음을 확인. 출처=농촌진흥청.

연구 결과는 2014년 특허(파이토프토라 유래 델타-6 불포화효소 유전자로 형질전환된 들깨 및 이의 제조방법, 특허 제10-1424116호) 등록됐으며, 지난 4월 식물학 분야에서 저명한 BMC Plant Biology에 게재돼 학술적으로 인정받았다.

농촌진흥청 국립농업과학원 여윤수 생물소재공학과장은 “이번 연구가 DHA 같은 기능성 지방산 대량 생산 등 국제적으로 경쟁력을 갖는 기술 개발의 기초가 될 수 있으리라 기대한다”라고 말했다.

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