국내 연구진, 곤충 장내 공생균 생존원리 알아냈다

[이데일리 김혜미 기자] 국내 연구진이 곤충의 장(腸)에 서식하는 공생균(共生菌)의 생존 원리를 알아냈다. 공생균은 숙주가 얻지 못하는 영양분을 확보하거나 면역력을 높이는 등의 역할을 담당한다.

톱다리 개미허리 노린재(위)와 장의 구조(미래창조과학부 제공)

이복률 부산대학교 약학대학 교수와 일본 산업기술종합연구소(AIST) 후카츠 박사 공동연구팀은 콩이나 벼 등의 즙액을 빨아먹고 사는 ‘톱다리 개미허리 노린재’와 그 장에 서식하는 공생균 ‘벅홀데리아’의 공생 체계를 알아냈다고 13일 밝혔다.

톱다리 개미허리 노린재의 경우 장에 서식하는 공생균으로는 벅홀데리아가 유일하다는 점에서 실험 대상으로 선정됐다.

연구팀은 톱다리 개미허리 노린재와 벅홀데리아의 공생모델 시스템을 구축했는데, 이를 이용해 벅홀데리아의 생존에 미생물 폴리에스테르(PHA)가 필수인자라는 점을 밝혀냈다. PHA는 세포 내 알갱이 형태로 존재하는데, 곤충의 장에 있는 공생균의 경우 실험실에서 독립적으로 배양한 경우보다 단백질이 유독 많은 것으로 나타났다.

반면 PHA를 만들지 못하는 돌연변이 공생균은 영양분이 부족하거나 온도가 높아지는 등 스트레스 환경에 노출되면 잘 생존하지 못했다. 또 PHA가 없는 돌연변이 공생균에 감염된 곤충은 성장이 느리고 몸집도 작은 것으로 확인됐다.

이같은 결과는 1000여종에 이르는 인체 내 공생균 연구는 물론 친환경적인 농작물 해충 방제 연구에도 기여할 것으로 기대된다.

이 교수는 “곤충의 장 공생균 연구는 곧 인체 내 공생균 관련 기초연구에도 기여할 수 있을 것 같다”며 “톱다리 개미허리 노린재는 농작물에 피해를 입히는 해충이기도 해 환경친화적인 해충조절방법 개발에도 도움이 될 것”이라고 말했다.

한편 이번 연구 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 6월10일자에 게재됐다.