겉보기에는 똑같아 보여도 위험도는 천차만별인 대장균. 이제는 '유전자 지문'으로 정확히 구별해낼 수 있게 됐다.
농촌진흥청은 대장균의 고유한 유전자 배열 패턴을 분석해 균주를 14개 유형으로 세밀하게 분류하는 새로운 유전형 분석기술을 개발했다고 30일 밝혔다.
최근 미국의 식품안전현대화법(FSMA), 유럽연합(EU) 위생 규정 등 세계 각국이 농산물 안전관리 기준을 강화하고 있다.
이에 따라 우리 농산물의 안전성을 과학적으로 입증하고, 수출 전 품질 관리를 강화할 수 있는 기술 개발이 필요했다.
연구진은 공개된 83개의 대장균 유전체 정보를 대조·분석했다. 그 결과 RSXC 유전자의 아미노산 반복 패턴을 기준으로 7가지 유형으로 분류했고, 유전자 주변 구조에서 변이가 많이 나타나는 영역을 추가로 분석해 총 14개의 유전형(ST1~ST14)을 정의했다.
기존에는 병원성 유전자 검사(PCR)와 표준 유전형 분석(MLST)으로 대장균을 분석했다.
그러나 PCR 검사는 병원성 유무만 확인할 수 있고, 같은 유전자를 가진 균주 간 변이는 찾아내지 못했다. MLST는 유전적으로 비슷한 균주를 세밀하게 구분하는 데 한계가 있었다.
새 기술은 기존 검사법이 놓치던 미세한 변이 영역까지 찾아내 유전적으로 매우 비슷한 세균도 정밀하게 구분할 수 있다.
실제로 새 분석기술의 균주 변별력은 0.726으로 기존 MLST(0.723)와 동등한 수준이면서도, 기존 방법으로는 구분하기 어려웠던 유전적 다양성까지 분석할 수 있음을 확인했다. (심슨 다양성 지수는 균주 구별 능력을 나타내는 지표로, 1에 가까울수록 구별 능력이 뛰어나다는 뜻이다.)
또한 유전자 지문 분석만으로 대장균의 병원성과 항생제 내성 특성을 예측할 수 있는 것으로 나타났다.
유전자 지문 패턴이 길수록 독성 유전자가 많고, 짧을수록 항생제 내성 유전자가 많은 상반된 경향을 보였다.
이번 연구 결과는 국제학술지 'BMC Genomics'에 게재됐다. 연구진은 추가적인 현장 적용성 검증을 거친 후 농산물 안전관리 기관과 검사 현장에 이 기술을 보급할 계획이다.
농촌진흥청 국립농업과학원 농업미생물과 한상현 과장은 "사람마다 지문이 다르듯 똑같아 보이는 대장균도 저마다 고유한 유전자 지문을 가지고 있다"며 "이번 연구는 기존 분석법의 한계를 극복하고 대장균의 미세한 유전적 다양성을 명확히 가려낼 실용적인 연구 틀을 구축한 데 의미가 있다"고 말했다.
