세종대학교는 진중현 스마트생명산업융합학과 교수가 김경도 명지대 교수팀, 홍수영 농촌진흥청 국립농업과학원 연구관팀과 함께 세계 최초로 밀크씨슬(한국명 흰무늬엉겅퀴, 학명 Silybum marianum)의 완전한 염색체 수준의 유전체를 완성해, 이 결과를 세계적 학술지인 ‘Scientific Data’(영향력지수 9.8)에 출판했다고 11일 밝혔다.
밀크씨슬은 우리나라에 귀화해 자생화된 식물로 인정됐으며, 주요 성분인 실리마린은 간기능개선, 숙취 해소 등에 효능이 있는 것으로 알려졌다. 기능성 식품 소재로서 2022년 식물유래 국내 천연물 2위의 매출 품목이 밀크씨슬 제품였으며, 2022년 매출액이 618억원으로 계속 성장세다. 또한, 건강기능성 식품 수입에 있어서도, 2021년 전체 9위에 달하는 등, 소재의 해외의존도가 높다. 이에 따라, 밀크씨슬 소재의 국산화와 대량 재배를 위한 표준화에 대한 요구가 지속적으로 있어 왔다. 식물의 표준화의 방법으로 특허등록과 자생화된 식물의 유전체를 표준화하는 것은 유전자원 주권 확립에 도움이 될 것으로 연구팀은 착안했다.
기존에 중국의 지앙난 대학교에서도 밀크씨슬의 유전체를 발표한 적이 있었으나, 미완결된 것으로, 실제 밀크씨슬 유전체의 크기인 694.4Mb의 두 배에 이르는 등, 활용에 있어서 문제가 많아 표준유전체로 활용될 수 없었다. 그런데, 우리나라 약용작물 종자기업 ㈜이엘엔아이가 진중현 교수팀의 자문을 받아, 국내 자생하는 밀크씨슬을 유전적으로 동질화했다. 이 결과로, ㈜이엘엔아이의 심지형 기술이사 등은 간기능 개선 효과로 유명한 실리마린의 주요 성분인 ‘실리빈B’ 함량이 매우 높은 식물의 특허를 등록하고, ‘실리킹(Silyking)’으로 명명했다.
농촌진흥청 국립농업과학원 홍수영 연구관팀은 밀크씨슬의 유전체 정보를 확립하고, 실리마린 함량 및 생산량을 증대하는 유전자를 발굴하기 위해, ㈜이엘엔아이와 진중현 교수팀과 협력 연구를 수행했고, ‘실리킹’을 표준 식물로 선정하고 명지대 김경도 교수팀이 합류해 이에 대한 표준 유전체를 작성 및 발표한 것이다.
진 교수는 밀크씨슬의 수집 및 핵심 유전자원 발굴, 표준화 작업 전반을 이끄는 한편, 밀크씨슬 자원의 DNA활용 표지를 개발하고, 중앙대 이상현 교수팀의 실리마린의 다양한 성분 변이 연구를 지원했다.
진 교수는 특별히 밀크씨슬을 연구 소재로 삼았던 이유에 대해 “유전체가 단순하고, 자기 꽃가루로 수정해 번식하는 종자 번식 작물로서 연구가 용이하면서도, 종자 속껍질에 있는 실리마린 특히 실리빈B의 가격이 10mg에 90만원에 이르는 등 가치가 높고, 소재에 대한 수입 의존도가 높아서 연구의 대상으로 삼았다”며, “다양한 실리마린 화학형 연구를 수행하기 위해, 표준유전체를 활용하는 것이 매우 중요한데, 우리나라에서 미국 보건후생성이 운영하는 NCBI 데이터베이스에 표준으로 인정받은 것도 의미있다고 할 수 있다”고 말했다.
연구팀은 앞으로 밀크씨슬의 소재 가격을 낮추고, 실리마린 함량이 더 높은 식물을 개발하기 위한 연구를 수행하며, 실용화에 더욱 연구를 매진할 것이라고 밝혔다.
이번 연구는 농촌진흥청 과제(PJ015988)의 지원을 받아 수행됐다.
