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▲ 궁중김치[사진제공 : 한국관광공사] 농촌진흥청 은 유전체 정보를 바탕으로 김치 유산균의 생태적 특성을 종합 분석한 후 세계 최초로 김치 유산균 생태지도를 개발했다. 김치 발효 과정에서 생성되는 유산균의 항암, 항염, 항비만, 항바이러스 효과가 밝혀진 바 있으나 주요 김치 유산균의 생태적 변화에 대한 연구는 아직 부족한 편이다. 우선 대표 김치 발효 스타터균인 ‘류코노스톡 메센테로이데스’의 유전체 정보를 비교해 ‘류코노스톡 메센테로이데스’와 ‘류코노스톡 메센테로이데스 아종 수이오니쿰’의 밀도를 아종 수준에서 정량 조사하고 검출할 수 있는 분석법을 개발했다. * 류코노스톡 메센테로이데스 : Leuconostoc mesenteroides  subsp. mesenteroides * 류코노스톡 메센테로이데스 아종 수이오니쿰 : Leuconostoc mesenteroides  subsp. suionicum 이 분석법으로 확인한 결과, ‘류코노스톡 메센테로이데스 아종 메센테로이데스’의 발생 밀도는 백김치보다 고춧가루 김치에서 10배 이상 높았다. 그러나 ‘류코노스톡 메센테로이데스 아종 수이오니쿰’은 발효 온도를 15℃와 25℃로 맞춘 후 발효시켰을 때에 고춧가루 김치보다 백김치에서 10배 이상 많이 발생했다. 이와 함께 여성과 영유아의 면역력을 높이는 ‘락토바실러스 퍼멘툼’과 항염·항산화, 아토피 개선 효과가 있는 ‘락토바실러스 파라카제이 아종 파라카제이’의 생태적 특성을 정량적으로 조사·분석·검출할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다. 이 기술을 활용해 ‘락토바실러스 퍼멘툼’의 생태적 특성을 확인한 결과, ‘락토바실러스 퍼멘툼’은 4℃, 15℃에서 발효시킨 모든 김치와 25℃에서 발효시킨 고춧가루 김치에서는 검출되지 않았다. 25℃에서 발효시킨 백김치에서는 3일째 약 4만 마리가 발생했다. ‘락토바실러스 파라카제이 아종 파라카제이’는 15℃에서 발효시킨 백김치에서 2주 후 약 200배 증가했으나 고춧가루 김치에서는 10배 증가

▲ 김치 유산균 유전체 정량분석 기술 개요도 농촌진흥청은 김치의 다양한 유산균 '종'은 물론 '아종(subspecies)' 수준까지 특성을 밝히는 정량분석 기술을 개발했다. * 아종: 생물분류학상 종의 하위단계로 동일한 종 중에서 주로 지역적으로 일정한 차이를 갖는 집단이 인정될 때 사용 또, 김치 유래 '락토바실러스 플란타룸' 유산균을 분석하고 아종별 특성도 밝혔다. 락토바실러스 플란타룸은 요거트·치즈·김치·피클 등 발효식품에 쓰이는 유산균으로, 상업용은 물론 연구에도 다양하게 활용된다. 이 유산균은 아토피 완화와 주름 개선, 보습에 도움을 주며 몸에서 항균 물질을 만들어 포진바이러스를 억제하고, 산과 담즙에 의한 파괴가 다른 유산균에 비해 비교적 적어 장 내 독소를 없애는 능력이 매우 뛰어난 것으로 알려져 있다. 이 기술은 락토바실러스 플란타룸 유전체 정보를 종합 비교하는 방법이며, 종별 생태학적 특성을 한 번에 비교하는 분석법으로는 세계 최초다. 이를 '락토바실러스 플란타룸 아종 플란타룸(이하 플란타룸)'과 '락토바실러스 플란타룸 아종 아르젠토라텐시스(이하 아르젠토라텐시스)'에 적용했더니 각각 특이 DNA 정보를 찾아 아종별 생태적 특성을 밝힐 수 있었다. 시중에 유통 중인 고춧가루 김치와 백김치를 4℃ 냉장고에 12주 동안 저온 발효한 결과, 두 김치 모두 플란타룸은 60만 마리/mL 내외로 발생했다. 아르젠토라텐시스는 4℃에서는 전혀 발생하지 않은 반면, 25℃에서는 개체 수가 늘었다. 즉, 25℃에 5일 이상 보관한 김치를 먹으면 이 유산균 섭취량을 늘리는 데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 다양한 락토바실러스 플란타룸 자원을 대량 발굴해 원천 기술과 산업재산권을 확보하는데 큰 도움이 될 전망이다. 우수 유산균 자원 발굴은 물론, 유산균 활용 기능성 식품 제조 기반 기술로 이용될 것으로 기대된다. 이번 연구 결과는

▲ 오계의 전장유전체 지도 예로부터 보신용이나 약용으로 쓰인 우리나라 재래닭 '오계(烏鷄)'. 멜라닌이 많아 고기와 뼈, 내장 등이 검은색을 띠며, 조선시대에는 임금에게 진상하기도 했다. * 멜라닌: 여러 동물의 피부나 눈 등의 조직에 존재하는 흑색과 갈색 색소를 총칭. 피부 등의 색을 결정하는 중요한 요소. * 신장과 간장을 보하는 효과가 있어 숙종과 철종이 즐기던 보양식이며, 비타민 A와 E, 철분, 아연이 풍부. 농촌진흥청은 오계의 유전체 지도를 작성해 세계 최초로 검은 닭의 유전적 기준(참조 서열) 마련에 성공했다. 이미지 대체 내용을 작성합니다.지금까지 닭의 참조 서열은 '아프리카 야생닭' 한 품종과 비교해왔으며, 검은 닭은 참조 서열 자체가 존재하지 않았다. 이번 연구는 오계를 바탕으로 중국의 '실키', 인도네시아 '아얌 쯔마니' 등 세계 검은 닭의 특성을 파악할 첫 번째 유전자 안내 지도를 작성했다는 데 의미가 있다. 야생닭 유전체 지도와 비교한 결과, 오계에서만 발현하는 918개 유전자를 찾았다. 오계의 볏, 정강이, 피부 등에서 다른 조직보다 케라틴은 9배, 라미닌 유전자는 10배 이상 더 발현하는 것을 확인했다. 두 유전자는 근육막의 구조 유지뿐 아니라 조직을 보호하는 데 기여한다. 앞으로 우리 오계와 다른 나라의 검은 닭의 차이를 밝히는 원천 정보로 활용이 기대된다. 농촌진흥청 국립축산과학원 동물유전체과 채한화 농업연구사는 "오계의 고유 특성과 연관된 유전자 정보는 품종을 식별하는 열쇠로 활용할 수 있고, 우리 유전자원의 가치를 높이는 데 기여할 것이다."라고 전했다. 이번 연구는 농촌진흥청이 지원하는 포스트게놈 다부처 유전체 사업의 하나로, 한양대학교와 함께 진행했다. 유전체 연구 분야의 국제학술지인 '기가사이언스' 7월호와 '국제분자과학회지' 8월호에 게재됐다. 출처: 농촌진흥