산림과학원 연구팀 고농도 호르몬 처리로 배아줄기세포주 확립

멸종위기 자생종 증식 길 열어…‘산림과학 체세포배 국제심포’서 발표

 

    멸종위기인 구상나무가 복제양 ‘돌리’처럼 체세포 복제로 대량 증식된다.   국립산림과학연구원은 18일 동물처럼 체세포 복제를 통해 구상나무의 배아줄기세포를 만들어 무한 증식할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 구상나무는 1904년 유럽으로 반출돼 전 세계로 퍼져나간 한반도 자생종으로, 영문 이름(Korea Fir)에 ‘코리아’가 들어 있다. 한국에는 수령 300년 이상의 고목들만이 한라산·지리산·덕유산 등 일부 고산지대에 군락을 유지하고 있을 뿐이다. 국립생물자원관은 최근 구상나무를 ‘기후변화 생물지표 100종’으로 선정하기도 했다.   » 박소영 박사 이번 연구성과를 낸 박소영 산림과학원 연구원은 “식물 체세포에도 동물처럼 배아줄기세포로 바뀔 수 있는 능력이 들어 있다”며 “동물은 전기충격이나 특정 유전자 처리를 통해 체세포를 배아줄기세포 상태로 만드는 반면 식물은 체세포를 생장조절자 등의 농도를 높임으로써 유전적 특성에 변화를 유도해 배아세포로 만든다”고 설명했다.   줄기세포는 ‘미분화된 상태에서 증식할 수 있고, 완전한 개체나 조직으로 분화가 가능한 세포’로 정의된다. 이런 개념의 줄기세포는 식물에도 씨눈(정아)나 뿌리끝에도 존재한다. 과거에는 생장점을 가리키는 몇몇 세포를 식물의 ‘줄기세포’로 지칭했다. 그러나 최근에는 생명공학 기술로 배아줄기세포로 발달할 수 있는 능력을 지닌 세포로까지 식물의 줄기세포 정의 범위가 넓어졌다. 식물 줄기세포 복제에는 체세포에 평시 10배 이상의 내성호르몬을 투여해 세포와 세포 사이의 연결고리를 끊어내 후성적 기억을 지우고 배아상태로 되돌림(리프로그래밍)하는 방식을 쓴다.   산림과학원도 이런 기술을 이용해 백합나무, 음나무, 리키테다소나무, 땃두릅나무, 두릅나무 등 모두 5종의 줄기세포주 75개 라인을  확보하고 있다. 이들 줄기세포주는 영하 70도 이하의 초저온 상태로 냉동보존되고 있다. 백합나무의 경우 생장이 아주 좋은 나무를 선발해 체세포 복제를 함으로써 목재 생산성을 30% 이상 증대시킬 것으로 기대하고 있다고 산림과학원은 밝혔다. 함백산 등에 자생하는 땃두릅나무는 표본식물인 땅두릅나무와는 다른 종으로, 동의보감에 자인삼이라 올라가 있는 약용나무이다. 연구팀은 멸종위기의 땃두릅나무를 체세포 복제해 2007년 강원도 산속에 300그루를 심어 키우고 있다. 삼계탕에 많이 넣어먹는 음나무는 가시가 없는 개체를 복제해 실용화 실험을 하고 있다. 이들 나무의 공통점을 활엽수라는 점이다.    » 크리스티나 클리마제우스카 박사  박소영 연구원은 “활엽수와 달리 전나무와 잣나무, 소나무 등 침엽수는 체세포 복제가 어렵다”고 했다. 특히 10년 이상 성장한 성숙나무의 체세포 복제는 거의 불가능한 것으로 알려져 있다. 박 연구원도 구상나무 복제에는 종자의 어린 눈(씨눈)을 이용했다. 연구팀은 구상나무 복제 묘목(클론묘)을 내년 쯤에 산에 직접 심을 계획이다.   연구팀의 논문은 수목 분야 국제저널인 <수목 생리학>에 실릴 예정이다. 또 19~21일 경기 수원 이비스호텔에서 열리는 ‘제1회 산림과학 체세포배 국제심포지엄’에서 연구 내용이 발표된다. 이 심포지엄에서는 캐나다 산림청의 크리스티나 클리마제우스카 연구원이 세계 최초로 10년 이상 성숙한 침엽수(전나무 일종)의 체세포 복제에 성공한 연구 결과를 발표한다.