<바이오테크놀로지 어드밴스즈> 11월 1일자 논문 게재
진세노사이드 대량 배양·인삼 신품종 개발 가능성 제시

한방재료공학과 양덕춘 교수 연구팀이 인삼의 사포닌인 진세노사이드(Ginsenoside)의 생합성 원리를 밝혀, 진세노사이드의 대량 배양과 인삼 신품종 개발 가능성을 제시했다. 인삼은 피로회복과 면역력 증진 등에 탁월한 효능이 있는 것으로 알려져 있는데, 이러한 약리학적 효능을 일으키는 것이 진세노사이드이다. 연구팀은 그동안 수집해온 세계 인삼의 유전자원과 유전정보소스를 기반으로 진세노사이드의 생합성 원리를 규명했다. 연구 결과는 <바이오테크놀로지 어드밴스즈(Biotechnology Advances)> 11월 1일자에 게재됐다. 연구는 미래창조과학부 2015년도 연구소재은행 사업 지원으로 추진됐고, 김유진 교수가 참여했다.

“생합성 원리 이용하면 다른 식물에서 진세노사이드 배양 가능”
인삼은 주로 뿌리만 먹는다. 인삼에만 들어있는 진세노사이드가 뿌리에 풍부하기 때문이다. 연구팀은 인삼의 잎과 줄기에도 진세노사이드가 검출되는데, 유독 뿌리에만 다량으로 존재하는 이유를 밝혀내기 위해 인삼의 생육에 따라 생리학적으로 성분이 변하는 과정, 진세노사이드가 합성되는 과정 등을 연구했다. 연구 결과, 잎에서 진세노사이드를 합성해 뿌리에 저장하는 것을 예측했다. 또한 인삼에서의 진세노사이드 생합성 원리도 밝혀냈다.

양덕춘 교수는 “1998년 인삼 게놈 프로젝트를 시작해 2만여 개의 유전자를 수집했다”며 “그 중 진세노사이드와 관련된 유전자만 선별해 생합성 원리를 밝히고, 특성을 조사했다”고 설명했다. “생합성 원리를 이용하면 진세노사이드를 다른 식물 등 생명체에서 생합성 할 수 있기 때문에 대량 배양이 가능해 가격경쟁력을 갖출 수 있다”고 밝힌 그는 “형질전환을 통해 진세노사이드 종류와 함량이 높은 고기능성 인삼도 만들어낼 수 있다”고 전했다.

“우리나라가 우위 점하기 위해 효능 우수한 신품종 개발해야”
연구팀은 우리나라 고려인삼과 중국삼, 미국삼 등의 성분도 비교했다. 고려인삼에는 외국삼에 비해 많은 종류의 진세노사이드가 있으나, 함량은 미국삼이 더 높은 것으로 나타났다. 앞으로 연구팀은 고려인삼에 미국삼에서 발견한 진세노사이드 양을 많이 만들어내는 유전자를 도입해 신품종 개발연구를 할 계획이다. 양덕춘 교수는 “늘어난 인간 수명으로, 건강하게 사는 법에 관심이 높아지면서 약용식물이 새로 각광 받고 있는데, 중국, 미국 등이 낮은 가격으로 시장에 뛰어들면서 경쟁이 치열해지고 있다”며 “우리나라가 우위를 점하기 위해 효능이 우수한 신품종 개발이 필요하다”고 강조한 뒤, “인삼 진세노사이드 생합성 원리가 신품종을 만들어내는 데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구팀은 유전자 프로모터(촉진 유전자) 연구도 하고 있다. “자연상태에서 진세노사이드가 생성되는 양을 10이라고 할 때, 프로모터를 활용하면 수백, 수천 개까지 발현시킬 수 있다”고 설명한 양덕춘 교수는 “신품종, 프로모터 개발 연구는 생합성 원리를 밝혀냈기 때문에 가능한 연구”라고 전했다. 

마지막으로 양덕춘 교수는 “올해 56편의 논문이 SCI 등재 저널에 채택됐고, 현재까지 26편이 발행됐다”면서 “많은 논문을 쓸 수 있었던 것은 대학에서 외국인 학생 지원을 장려해 12개국의 학생과 함께 세계 각국의 인삼을 연구해왔기 때문”이라며 “앞으로도 인삼 분야에서 세계적인 성과를 내기 위해 노력할 것”이라고 밝혔다.