담뱃잎에 면역 강화하는 모유 성분이?

美 연구팀, 국제 학술지에 발표
유전자 조작 쉬운 담배속 식물서
3가지 종류 ‘모유 올리고당’ 생산
“분유-성인 식단 만드는 데 활용”

유전자 조작과 단백질 정제가 쉬워 생물학 연구에 활용되는 니코티아나 벤타미아나. 사진 출처 위키미디어

담뱃잎으로 몸에 좋은 모유의 영양분을 만드는 방법이 개발됐다.

패트릭 시 미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리) 식물미생물학과 교수가 이끄는 연구팀은 모유에 있는 올리고당 성분을 담배속 식물인 ‘니코티아나 벤타미아나’에서 생산하는 데 성공하고 연구 결과를 13일(현지 시간) 국제 학술지 ‘네이처 푸드’에 발표했다.

니코티아나 벤타미아나는 연초를 만드는 니코티아나 타바쿰과 같은 담배속 식물이다. 니코티아나 벤타미아나는 유전자 조작과 단백질 정제가 쉬워 생물학 연구에 활용된다. 그동안 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19), 돼지열병, 에볼라 등 질병 백신을 만드는 데 쓰였다. 니코티아나 벤타미아에 질병 유전자를 넣어 재조합한 뒤 이를 재배해 잎에서 항체를 추출해 백신을 만드는 원리다.

이 방법은 달걀이나 동물세포 등에서 바이러스를 키워 백신으로 만든 기존 방법에 비해 생산 기간이 짧고 안전하다. 기존 방법으로 만들면 6개월이 걸리지만 담뱃잎 백신은 6주면 된다. 병원성 바이러스를 제거하는 과정도 필요없다. 식물에는 사람에게 병을 옮기는 바이러스가 있지 않아서다. 유전물질도 없어 인체에 들어가도 복제되지 않아 안전성이 높다.

연구팀이 니코티아나 벤타미아나에서 생산한 성분은 모유에 있는 올리고당 성분이다. 아기는 올리고당을 소화하지 못하지만 올리고당은 장내 세균의 먹이가 된다. 장내 건강한 세균을 자라게 해 바이러스나 박테리아 같은 병원체 감염을 막도록 면역력을 높인다. 이 같은 장점으로 기업에서 대장균을 이용해 모유 올리고당을 생산해 분유 등 식품을 만드는 시도가 이뤄졌지만 올리고당을 대량 생산하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 효소를 이용해 식물 내부에서 단당류인 ‘염기성 당’이 뭉쳐 모유 올리고당을 만들 수 있는 방법을 이용했다. 니코티아나 벤타미아나는 총 11개 종류의 모유 올리고당을 만들 수 있었다. 시 교수는 “3가지 종류의 주요 모유 올리고당을 모두 만들었다”면서 “단일 유기체에서 3가지 모유 올리고당을 만드는 연구 결과는 이번이 처음”이라고 말했다.

특히 니코티아나 벤타미아나로 만든 모유 올리고당엔 ‘LNFP1’이란 이름의 올리고당이 있다. 이 올리고당은 기존 미생물 기반 생산 시스템에서는 만들 수 없던 물질이다. 시 교수는 “이 기술은 모유 올리고당이 강화된 분유를 만드는 데 쓰일 수 있을 뿐 아니라 건강한 성인 식단을 만드는 데도 도움을 줄 수 있다”고 말했다.