국내 연구진이 방사선에 높은 저항성을 갖고 있는 미생물에서 특정한 단백질을 발견하고 이를 통해 방사선 저항 원리를 규명하는 데 성공했다. 이번 연구결과는 미생물학 분야 세계적 권위의 학술지인 ‘엠바이오(mBio)’ 온라인판 11월 29일자에 게재됐다.

한국원자력연구원(원장 김종경) 첨단방사선연구소 생명공학연구부 임상용 박사팀은 연세대학교 반용선 교수팀과 함께 방사선에 높은 저항성을 갖고 있는 미생물인 ‘크립토코쿠스 네오포만스(Cryptococcus neoformans)’에서 방사선 저항성을 조절하는 새로운 단백질인 BDR1(bZIP-domain regulator for DNA damage response 1)을 발견했다. 

효모의 일종인 ‘크립토코쿠스’는 체르노빌원전 사고 현장에서 생존할 수 있을 정도로 높은 방사선 저항성을 가지고 있다는 것이 알려지면서 많은 연구자들의 관심을 끌었지만 이 미생물의 방사선 저항성과 관련된 원리는 규명된 바가 없었다. 

연구진은 방사선 저항성에 관여하는 조절 단백질을 찾아내기 위해 크립토코쿠스에 방사선을 조사한 후 생성되는 mRNA(유전자 정보를 전달하는 전령 RNA)의 전사체(Transcriptome, 유전자 발현을 앞서 조절하는 인자)를 분석한 결과, 다른 미생물에서는 발견되지 않고 크립토코쿠스에만 특이적으로 존재하는 유전자들이 방사선에 의해 발현이 유도된다는 사실에 주목하고, 방사선 저항성을 조절하는 새로운 단백질인 BDR1을 발견했다.

‘BDR1 단백질’은 방사선 조사에 의해 손상된 DNA를 복구하는 다양한 유전자와 이번 연구를 통해 크립토코쿠스에서 새롭게 발견된 방사선 유도 유전자(RIG)의 발현을 조절하는 것으로 밝혀졌으며, BDR1을 만들지 못하는 크립토코쿠스는 실제로 방사선 저항성이 감소하는 특성을 보였다. 

임상용 박사는 “이번 연구를 통해 밝혀낸 BDR1 단백질은 생명체의 방사선 반응 원리를 밝히는 기초연구뿐만 아니라 방사선 저항성 미생물을 이용한 환경정화 및 생물산업 분야에 다양하게 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

현재 국내외에서 방사선에 강한 미생물을 이용해 방사성폐기물을 정화하고 처리하는 연구가 진행 중인 가운데 연구진은 BDR1 단백질을 이용해 방사선에 대한 미생물의 생존력을 증가시킴으로써 폐기물 처리 효율을 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한편 이번 연구는 한국원자력연구원 기관고유사업을 비롯해 미래창조과학부 중견연구자지원사업, 농림축산식품부 포스트게놈다부처유전체사업을 통해 수행됐다.