겉보기 같은 대장균, ‘유전자 지문’으로 세밀하게 가린다

겉보기에 같아도 위험도는 천차만별인 대장균을 ‘유전자 지문’으로 정확히 구별해내는 기술이 개발돼 농산물 안전관리에도 혁신이 기대된다.농촌진흥청(청장 이승돈)은 대장균의 독특한 유전자 배열 패턴을 분석해 균주의 정밀한 ‘족보’를 찾아내는 새로운 유전형 분석기술을 개발했다고 밝혔다. 최근 미국 식품안전현대화법(FSMA), 유럽연합(EU) 위생 규정 등 세계시장의 농산물 안전관리가 강화되는 추세다. 이에 우리 농산물의 안전성을 과학적으로 뒷받침하고, 수출 전 세밀한 품질 관리로 수출 경쟁력을 키울 수 있는 기술 개발이 필요하다. 연구진은 공개된 83개의 대장균 유전체 정보를 대조·분석했다. 여기서 발견한 유전적 특이성을 바탕으로 균주를 분류하고 14개의 유형으로 정의해 대장균을 식별했다. 그동안은 병원성 유전자 검사(PCR), 표준 유전형 분석(MLST)으로 대장균을 분석했다. 그러나 병원성 유전자 검사는 병원성 유무는 확인할 수 있으나 같은 유전자를 가진 균주 간 변이는 찾을 수 없고, 표준 유전형 분석은 유전적으로 비슷한 균주들을 세밀하게 분별하기 어렵다.이번에 개발한 분석기술은 기존 검사법이 놓치던 세균의 미세한 변이 영역까지 찾아낸다. 이를 통해 유전적으로 매우 비슷한 세균이라도 세밀하게 구분할 수 있다. 새 분석기술의 균주 변별력은 0.726으로 기존 표준 유전형 분석법(MLST, 0.723)과 동등한 수준을 보이면서도, 기존 분석법으로는 구분하기 어려웠던 유전적 다양성까지 정밀하게 분석할 수 있음을 확인했다.* 심슨 다양성 지수(Simpson’s diversity index): 균주를 구별하는 능력을 나타내는 지표로, 1에 가까울수록 구별 능력이 뛰어남을 의미함. 또한, 유전자 지문 분석만으로도 대장균의 병원성 및 항생제 내성 특성을 예측할 수 있음을 확인했다. 즉, 유전자 지문 패턴이 길수록 독성 유전자가 많고, 짧을수록 항생제 내성 유전자가 많은 상반된 경향을 보인 것이다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘BMC Genomics (IF 3.9)’에 논문으로 게재됐다. 연구진은 앞으로 추가적인 현장 적용성 검증 과정을 거친 후 농산물 안전관리 기관과 관련 검사 현장에 본 기술을 보급할 예정이다. 농촌진흥청 국립농업과학원 농업미생물과 한상현 과장은 “사람마다 지문이 다르듯 똑같아 보이는 대장균도 저마다 고유한 유전자 지문을 가지고 있다.”라며, “이번 연구는 기존 분석법의 한계를 극복하고 대장균의 미세한 유전적 다양성을 명확히 가려낼 실용적인 연구 틀을 구축한 데 의미가 있다.”라고 말했다.