유전자 편집으로 영양 성분 바꾼 상추 개발

일본 쓰쿠바 대학 연구진이 유전자 편집 기술을 활용해 적상추의 붉은 색소를 차단하는 실험을 진행했습니다. 연구 결과, 상추는 녹색으로 변하면서도 식물 내 유익한 화합물이 축적되는 현상을 보였습니다.

적상추의 붉은색은 항산화 특성을 가진 폴리페놀 색소인 안토시아닌(Anthocyanin, 식물 색소)에서 비롯됩니다. 식물은 페닐알라닌(Phenylalanine, 아미노산)을 시작으로 효소 반응을 거쳐 다양한 플라보노이드(Flavonoid, 식물 화합물)를 생성하며 최종적으로 안토시아닌을 만듭니다.

연구진은 유전자 편집으로 안토시아닌 생성 직전 단계에 관여하는 효소인 디하이드로플라보놀 4-환원효소(Dihydroflavonol 4-reductase, DFR) 유전자를 차단했습니다. 이 유전자가 비활성화되자 상추는 더 이상 붉은색을 띠지 않았습니다.

안토시아닌 합성이 멈춘 자리에는 퀘르세틴(Quercetin, 플라보노이드의 일종)을 포함한 다른 유익한 플라보노이드 성분이 증가했습니다. 이는 식물의 생화학적 경로가 안토시아닌 대신 다른 유용한 화합물을 생성하는 방향으로 전환되었음을 의미합니다.

이러한 유전적 변화에도 불구하고 상추의 성장에는 별다른 지장이 없었습니다. 이는 작물의 생산성을 유지하면서 특정 영양 성분의 구성을 인위적으로 조절할 수 있는 가능성을 보여줍니다.

이번 연구는 기존 적상추가 가진 높은 폴리페놀 생산 능력을 활용해 기능성 성분이 강화된 새로운 품종을 개발하는 데 기여할 수 있습니다. 특히 맞춤형 영양 성분을 가진 작물을 설계하는 새로운 전략으로 평가받습니다.

플라보노이드 생성은 빛의 강도나 온도와 같은 환경 조건에 민감하게 반응합니다. 따라서 이번 연구 결과는 환경 제어가 가능한 식물 공장(Plant factory, 실내 재배 시스템)에 최적화된 특수 상추 품종 개발에 큰 도움이 될 것입니다.

이 기사는 일반적인 건강 정보를 제공하며, 의학적 조언을 대체하지 않습니다. 구체적인 건강 문제는 의료 전문가와 상담하십시오.

이번 연구는 일본 과학기술진흥기구의 지원을 받아 수행되었습니다. 유전자 편집 기술이 농업 및 식품 영양 분야에서 어떻게 활용될 수 있는지 보여주는 중요한 사례이며, 앞으로 더욱 다양한 기능성 작물 개발이 가속화될 것으로 기대합니다.