상명대 기장서 교수 연구팀(왼쪽부터 브이티뉴꾸인 연구원, 김한솔 박사, 기장서 교수)
해양에서 발생하는 마비성 패류독소는 가열‧조리해도 파괴되지 않아, 이에 오염된 수산물을 사람이 섭취할 경우 두통, 메스꺼움, 구토 증상을 보이고 심한 경우 근육마비, 호흡곤란으로 사망할 수 있다. 해양 와편모조류 알렉산드리움(Alexandrium)이 패류독소를 생산하여 식중독의 원인이 되는데, 국내에서는 그중 일부인 알렉산드리움 카테넬라(Alexandrium catenella)와 알렉산드리움 퍼시피컴(Alexandrium pacificum)이 독성 종으로 알려졌다.
최근 기후변화로 독성 및 무독성 알렉산드리움이 국내 해역에서 혼합 출현하거나 발생 시기가 변화하고 있다. 국립수산과학원은 패류독소 식중독 발생 방지를 위해 해양환경과 수산물을 대상으로 주기적인 원인생물 모니터링을 실시하는데, 현미경으로 독성 종과 무독성 종을 구분하는데 한계가 있다. 따라서, 독성 종과 무독성 종을 구분할 수 있는 분자생물학적 기준점이 필요하며, 패류독소 합성 유전자(sxt)가 주요한 분자검출 마커(표지자) 후보이다.
상명대 생명과학과 기장서 교수 연구팀은 부이티 뉴 꾸인 연구원과 김한솔 박사 주도로 최근 국내 해양 와편모조류 알렉산드리움의 발현 유전체를 분석하여 총 326개 이상의 sxt 유전자 후보를 발굴하였다. 이들의 진화적 기원을 분석한 결과, 독성 유전자는 일관된 진화 패턴을 보이지 않으며 독성 종마다 조금씩 다른 진화적 기원을 보였다.
또한, 무독성 알렉산드리움의 경우 패류독소 합성에 관여하는 sxt 유전자 중에서 sxtA 및 sxtG가 없거나 발현이 낮았으며, 이로 인하여 패류독소를 합성하지 못하는 것으로 파악되었다. 따라서, sxtA와 sxtG는 패류독소 합성에 중요한 역할을 하며, 이들 유전자가 독성종과 무독성 종을 구분할 수 있는 분자 마커임을 확인하였다.
최근 기후변화에 따라 국내 수역에 외래종 및 독성 알렉산드리움의 출현이 빈번할 것으로 예상하며, 해당 독성 유전자가 해양의 독소원인 생물의 정밀한 모니터링 및 수산물 독소 관리에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
해당 연구는 국제학술지 Harmful Algae(2024 4월호)에 보고하였다. Harmful Algae는 영향력 지수(Impact Factor) 6.6으로 해양 및 담수생물학 분야 상위 2%안에 드는 관련분야 최고의 저널이다.
