미세조류 10년 이상 장기보존 동결법 개발…국내 최초
미세조류 10년 이상 장기보존 동결법 개발…국내 최초
  • 박성은 기자
  • 승인 2019.01.24 09:57
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생물자원관, 미세조류 세포 파괴 없는 초저온 동결보존기술
배양 관리비용 최소 30% 절감에 종 다양성 보전 기여 기대
시약으로 동결보존 후 살아있는 미세조류 확인하는 모습. 왼쪽은 동결보존 전, 오른쪽은 동결보존 후. (사진=환경부)
시약으로 동결보존 후 살아있는 미세조류 확인하는 모습. 왼쪽은 동결보존 전, 오른쪽은 동결보존 후. (사진=환경부)

환경부 소속 국립생물자원관이 해양 미세조류인 니찌시아속 세포를 파괴하지 않고 10년 이상 장기보존이 가능한 초저온 동결보존기법을 국내 최초로 개발해 앞으로 종 다양성 보전에 크게 기여할 전망이다. 

24일 국립생물자원관에 따르면 미세조류는 크기가 50마이크로미터(㎛) 이하인 단세포생물로 수중에 서식하면서 광합성을 통해 유기물을 생산한다. 특히 니찌시아속은 세포벽이 규산질로 구성된 규조류의 한 종류로 해양에서 흔히 발견되는 미세조류다.

국립생물자원관 연구진은 지난해 1월부터 12월까지 니찌시아속 2종인 니찌시아 프러스툴룸(Nitzschia frustulum)과 니찌시아 아마빌리스(N. amabilis)를 대상으로 연구해 세포 피해를 최소화하는 초저온 동결보존 기법을 개발했다.

초저온 동결보존법은 배양된 세포나 조직을 영하 70도~190도의 매우 낮은 온도에서 불활성 상태로 냉동 보존하다가 필요할 때 해동과정을 거쳐 생리기능을 회복시킬 수 있는 보존법을 말한다.

국립생물자원관 관계자는 “초저온 동결보존 핵심기술은 미세조류를 얼릴 때 세포를 파괴하는 날카로운 얼음결정이 발생하지 않도록 동결보호제(CPA)의 농도와 동결 기법을 최적화하는 것이다”며 “동결보호제는 배양체 동결과정에서 세포 내부구조의 손상을 방지하기 위해 첨가하는 보호용 액체로 글리세롤(glycerol)·디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide)·메탄올(methanol) 등이 있다”고 설명했다.

연구진은 글리세롤·디메틸설폭사이드·메탄올 등 세 종류의 동결보호제를 각각 5~15%의 농도별로 나누어 미세조류 배양체와 혼합하여 냉동시켰다. 그런 뒤에 해동해 살아있는 미세조류를 확인한 결과 12%의 메탄올과 혼합한 배양체가 가장 건강하고 신선한 상태를 유지했다.

또한 해외 연구사례를 바탕으로 해양 미세조류에 사용된 2단계 동결법(영아 80도에서 1시간 30분 동안 1분마다 영하 1도씩 천천히 온도를 낮춘 뒤 영하 196도의 액체질소로 급속 냉각)을 적용했을 때 세포 손상이 줄어들어 해동 후 약 10배 이상 재배양 되는 것을 확인했다.

연구진은 이번 기술 개발로 해양 미세조류를 10년 이상 장기보존할 수 있어 배양 관리비용을 최소 30% 이상 절감할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

그간 미세조류는 얼리면 세포가 거의 파괴돼 초저온 동결보존법과 같은 안정적인 장기보존기법을 적용할 수 없어 지속적으로 새로운 배지로 옮겨줘야 하는 어려움이 있었다.

서흥원 국립생물자원관 생물자원활용부장은 “국내 생물의 종 다양성 보전을 위해 이번 연구처럼 생물소재의 안정적 보존 방법에 대한 연구를 지속할 방침”이라고 밝혔다.

parkse@shinailbo.co.kr


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