천연 항균제 국내 시장은 16~’18년 중소기업 기술로드맵에 따르면, 약 4천억원, 해외 시장은 약 5조원 규모인 것으로 알려져 있으며, 연평균 25%의 고속성장을 하고 있는 유망 분야이다. 국가생물자원배양센터는 생물자원 연구 및 생물산업 소재 활용 지원을 위해 2013년 10월 개소하였다. 현재까지 1만 5,800여 주의 미생물 배양체를 확보·보존하고 있으며, 교육·학술연구 목적일 경우 무상으로 분양하고 있다. 향후 2020년까지 2만주를 확보할 예정이다.
환경부 소속 국립생물자원관(관장 배연재)은 보유 자생 미생물 배양체 1만 5,800여 주에 대해 항균 분석을 본격적으로 추진하여 최근 항균 효과가 뛰어난 10주의 미생물을 확인했다. 주(株, strain)는 미생물 개체의 분류 단위로 생물분류체계에서 종(species)의 하위 단위이다. 국립생물자원관은 자생 미생물 배양체의 확보·보존 및 활용 지원을 위해 2013년 ‘국가생물자원배양센터’를 열고 현재까지 원핵생물, 균류, 조류(藻類) 배양체 1만 5,800여 주를 확보하고 있다.
국립생물자원관과 이규필 충남대 교수 연구진은 지난해 3월부터 보유 미생물 배양체 1만 5,800여 주의 항균 활성 분석 연구를 순차적으로 추진했다. 연구진이 지난해 우선적으로 53주의 배양액 추출물에 대한 항균력을 분석한 결과, 10주의 자생 미생물(방사선 내성균 4주, 유산균 6주)이 병원성 대장균과 살모넬라균에 대해 우수한 항균 활성을 보이는 것으로 나타났다. 병원성 대장균과 살모넬라균은 식중독 등을 일으키는 대표 유해균이다.
방사선과 같은 높은 에너지 조건에서도 살아남는 미생물로 손상된 유전체(DNA) 복구 관련 연구에 활용되는 방사선 내성균 4주 중 니브리박터속 균주는 살모넬라균의 세포벽을 녹여 항균 활성을 보였다. 이는 국내외적으로 처음 확인된 연구 결과이며, 새로운 천연 항생물질로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
니브리박터속 유래 배양액 추출물은 살모넬라균에 대해 세포막을 용해하여 항균 활성을 나타낸다.
또한 유산균 6주는 천연 항균물질인 벌독(봉독)과 동일한 농도(100µg/ml)에서 대장균과 살모넬라균에 대한 항균 효과가 벌독보다 최고 1.4배 높은 것으로 나타났다. 벌독(봉독)은 양봉꿀벌의 독 추출물, 유해미생물에 대한 항균 효과가 우수하여 화장품 등의 항균 기능성 제품에 사용된다.
유산균 6주의 살모넬라균에 대한 항균활성이 양봉꿀벌(Apis mellifera) 유래 정제 봉독보다 동일 농도 조건(100 µg/ml)에서 최고 1.3배 우수한 효과를 나타낸다.
이 중 락토바실러스 타이완엔시스는 항균 활성이 국내외적으로 처음 확인되어 향후 항균 기능성 생균제 개발에 활용될 것으로 보인다. 생균제는사람 또는 동물 장(腸)내 미생물의 균형을 개선시켜 숙주동물에게 유익한 영향을 주는 미생물제재 또는 미생물의 성분을 말한다.
연구진은 항균 활성이 처음으로 확인된 방사선 내성균 1주(니브리박터속)와 유산균 1주(락토바실러스 타이완엔시스)에 대해 지난 5월 특허출원을 완료했고, 관련 연구결과를 해외 생명(바이오)분야 전문학술지인 ‘세인스 말레이시아나(Sains Malaysiana)'와 ‘커런트 사이언스(Current Science)'에 6월에 각각 투고했다.
여주홍 국립생물자원관 유용자원분석과장은 “국립생물자원관은 항균력이 우수한 자생 미생물자원을 지속적으로 발굴하여 국내 생명(바이오)기업에 정보를 지원할 예정이고 이를 활용할 수 있는 연구를 추진하겠다”라고 말했다.
