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[IT뉴스]'미생물 공장' 효율 높이는 '만능 스위치'…대장균·효모에 모두 작동

온카뱅크관리자

2026-09-28 11:17:26

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> KAIST 
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 서로 다른 두 종류의 미생물에 공통으로 사용할 수 있는 프로모터가 나왔다. KAIST 제공
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 미생물을 이용해 유용한 화학물질을 만드는 '미생물 공장' 생산 효율을 3배 가까이 높일 수 있는 기술이 나왔다. 
 KAIST는 이주영 공학생물학대학원 교수팀이 서로 다른 종류의 미생물인 대장균과 효모에서 모두 작동하는 유전자 조절 장치 '하이브리드 프로모터'를 개발했다고 28일 밝혔다. 연구결과는 9월 23일 국제학술지 '핵산 연구'에 발표됐다. 
 미생물을 활용해 의약품 원료나 생분해성 플라스틱 원료 등 유용한 화학물질을 생산하는 기술을 '미생물 공장'이라고 부른다. 미생물 공장에서 가장 흔히 활용되는 미생물은 대장균과 효모다. 
 미생물로 원하는 화학물질을 만들려면 생산에 필요한 유전자를 인위적으로 발현시켜야 한다. 프로모터는 유전자 앞에 위치해 유전자가 얼마나 활발하게 작동할지 조절하는 DNA 부분이다. 화학물질의 종류에 따라 적합한 프로모터를 미생물 배양조에 넣어 유전자 발현을 촉발한다. 
 문제는 대장균과 효모가 유전자를 읽는 방식이 다르다는 점이다. 대장균에서 잘 작동하는 프로모터가 효모에서는 작동하지 않을 수 있다. 같은 물질을 다른 미생물로 만들어 보려면 미생물에 맞는 프로모터를 다시 고르고 유전자의 작동 세기를 맞춰야 한다.
 연구팀이 개발한 하이브리드 프로모터는 대장균과 효모가 각각 알아볼 수 있는 DNA 프로모터의 요소를 합친 것이다. 두 미생물에게 모두 작용하는 공용 조절 장치인 셈이다. 
 연구팀은 DNA 요소의 조합을 바꿔 유전자를 강하게 작동시키는 장치부터 약하게 작동시키는 장치까지 여러 종류의 하이브리드 프로모터를 만들었다. 실험 결과 개발한 프로모터는 대장균과 효모 모두에서 작동했다. 
 연구팀은 하이브리드 프로모터를 실제 물질 생산에 쓸 수 있는지도 확인했다. 유전자 3개가 차례로 작동해야 만들어지는 녹색 색소를 시험 대상으로 골랐다. 강한 조절 장치를 썼을 때 색소 생산량은 약한 장치를 썼을 때보다 대장균에서 약 3.1배, 효모에서 약 2.6배 높았다. 두 미생물에서 물질의 생산량까지 조절할 수 있음을 보여준 결과다. 
 하이브리드 프로모터는 대장균과 효모 외의 미생물에서도 작동해 다양한 미생물에 확장 적용할 가능성이 있다. 
 하이브리드 프로모터를 이용하면 미생물 공장에 사용할 미생물이 변경될 때마다 프로모터를 다시 선정하고 유전자 발현량을 조절해야 하는 과정을 줄여 더 효율적으로 화학물질을 생산할 수 있다.
 이 교수는 “이번 연구는 미생물이 달라져도 프로모터의 상대적인 세기를 예측할 수 있는 공통 설계 원리를 제시했다는 데 의미가 있다”며 “다양한 미생물 세포공장을 보다 빠르게 설계하고 비교해 바이오제조 개발 속도를 높이는 데 활용될 것으로 기대한다”고 말했다. 
 &lt;참고자료&gt; doi: 10.1093/nar/gkag868
 [김소연 기자 lecia@donga.com]
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